[发明专利]一种半导体激光器失效分析样品制备的中间夹具及其方法

说明书

本发明公开了一种半导体激光器失效分析样品制备的中间夹具及其方法，中间夹具包括第一夹持件和第二夹持件；第一夹持件用于夹持TO激光器，夹持有TO激光器的第一夹持件注塑后能得到冷镶嵌样品，第二夹持件用于固定冷镶嵌样品并控制其研磨厚度；第一夹持件包括第一壳体和柱形载块；第二夹持件包括第二壳体、调节件和垫件；垫件能在调节件的作用下实现上下移动，同时调节冷镶嵌样品露出样品槽部分的大小。本发明的制备过程无高温操作，有效保护芯片；同时无需昂贵的微纳加工设备，制样过程简易，易于操作；制备得到的样品可直接用于电致发光、光致发光和电子束诱导电流的失效分析与缺陷检测。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种半导体激光器失效分析样品制备的中间夹具及其方法。

背景技术

常见激光器的失效分析和缺陷检测手段为电致发光、光致发光和电子束诱导电流技术，由于半导体激光器较脆易碎而且芯片非常微小(百um量级)，所以用于失效分析的样品多采用微纳加工技术进行制备。微纳加工技术加工费用昂贵，过程复杂，需要依赖于超净间大型工艺设备，限制了半导体激光器失效分析样品的制备，阻碍了对半导体激光器退化机理的研究。

半导体激光器芯片多封装于TO管座中，热沉通过金锡合金固定在管座上，芯片电极底部通过金锡合金与热沉共晶焊接。金锡合金熔点为280℃，焊接温度要在300℃以上。由于焊接后合金中金组分增加并且合金液化后具有黏着力，通过加热并用镊子取出热沉上芯片的方式则需要非常高的温度(350℃以上)。通过加热取下的方式不仅使芯片内部温升造成器件烧损而且易在夹取过程中损伤芯片，从而导致制样失败。

中国专利CN107894359A(激光器芯片失效定位分析样品制备方法及中间件) 采用温度在320℃或以上的加热台对芯片加热，利用镊子夹取带有激光器的热沉。通过中间件和可清洗粘接剂固定热沉并进行研磨，研磨至衬底全部露出从而制备失效分析样品。对研磨后剩余的金丝焊点和衬底通电来得到的电致发光成像。但是，该技术方案具有如下缺点：1)通过高温加热取出芯片，易导致芯片毁坏；2) 该技术利用镊子夹取，易导致芯片损坏，导致制样困难；3)研磨后得到的加电金丝焊点的面积非常小，不利于探针加电，而且衬底表面无金属电极，不能得到有效加电。

中国专利CN105425136A(一种半导体激光器静电失效分析方法)将半导体激光器的管芯P面焊接在Si电极上，利用手工减薄衬底的方式将衬底减薄。将减薄后管芯的N面利用真空镀膜机蒸镀金电极。通过匀胶机和光刻机制作窗口图形，然后利用湿法腐蚀的方式腐蚀芯片直到露出有源区，去胶后制得失效分析样品。对Si电极与N面通过引线键合后，通过注入外加电流进行激光器的缺陷观测。但是，该技术方案具有如下缺点：1)样品制备过程复杂，采用匀胶机、光刻机和真空镀膜机等微纳加工设备，对加工设备、环境要求高，费用昂贵。2) 衬底减薄采用手工减薄，减薄过程不稳定，易损伤芯片。

因此，亟需提供一种半导体激光器失效分析样品制备的中间夹具及其方法。

发明内容

本发明为解决半导体激光器失效分析样品制样率低的问题，提出一种半导体激光器失效分析样品制备的中间夹具及其方法。

本发明所采用的具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种半导体激光器失效分析样品制备的中间夹具，其包括第一夹持件和第二夹持件；所述第一夹持件用于夹持TO激光器，夹持有 TO激光器的第一夹持件注塑后能得到冷镶嵌样品，第二夹持件用于固定所述冷镶嵌样品并控制其研磨厚度；

所述第一夹持件包括第一壳体和柱形载块；第一壳体的中部开设有用于放置柱形载块的第一孔洞，柱形载块能以所述第一孔洞的轴线为旋转轴进行旋转，第一壳体和柱形载块共同构成转动副；所述柱形载块上开设有能够水平夹持固定 TO激光器的第二孔洞；位于第一壳体外侧面且沿着柱形载块的周向上设有圆盘刻度线，位于柱形载块外侧面上设有标定线，通过所述标定线和圆盘刻度线能指示柱形载块相对于第一壳体的旋转角度；