大功率GaAs基半導(dǎo)體激光器COD監(jiān)控及失效機理研究
發(fā)布時間：2021-07-24 17:21
大功率半導(dǎo)體激光器具有光輸出功率大、波長范圍廣、供電方式簡單、電光轉(zhuǎn)換效率高、芯片尺寸小且穩(wěn)定性高等突出優(yōu)勢,使得其廣泛應(yīng)用于激光打印、醫(yī)療矯正、激光測距等領(lǐng)域,同時對其性能和可靠性提出了更高的要求。本論文以激射波長為808 nm的大功率GaAs基半導(dǎo)體激光器為研究對象,利用自行設(shè)計、搭建的光纖測量系統(tǒng)對其腔面COD瞬態(tài)發(fā)生過程進行實時監(jiān)控,并利用多種失效分析技術(shù)對瞬態(tài)失效和長期老化失效的激光器樣品進行了深入失效分析,總結(jié)出相應(yīng)的失效機理。本論文在實驗和理論方面主要進行了以下幾部分的研究:一、提出一種基于光纖探測的操作簡便的腔面COD失效監(jiān)控技術(shù),實現(xiàn)了對3.5 W的808-nm GaAs基半導(dǎo)體激光器發(fā)生的瞬態(tài)COD過程的實時監(jiān)控與記錄。該技術(shù)方法利用一套基于1550-nm光纖耦合激光器光源和光電二極管探測的光學(xué)系統(tǒng),對被測器件的腔面反射率進行實時測量。該系統(tǒng)具有2 ns的時間分辨率,可以實現(xiàn)對納秒級時間范圍內(nèi)快速發(fā)生的COD過程進行實時、瞬態(tài)監(jiān)控。實驗結(jié)果顯示,激射波長為808 nm的被測器件在脈沖電流驅(qū)動下,其腔面對于1550 nm測試激光的反射率在2030...
【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
激光器樣品在COD脈沖內(nèi)的驅(qū)動電流與發(fā)射光功率曲線圖
在發(fā)生 COD 后出光腔面的顯微照片，與 COD 脈沖來的有源區(qū)處腔面反射率的時間演化圖[25]crograph of the laser diode output facet taken after CODhe output facet reflectance on the top of the active regiocamera during the COD-causing single pulse[25] 的單脈沖驅(qū)動電流時，條紋相機捕捉到腔面 COD 點，圖 2-7 給出了 COD 脈沖內(nèi)條紋相的時空演化圖，并附上 COD 發(fā)生后該區(qū)域內(nèi)，在引起 COD 的單脈沖內(nèi)，有 4 個 COD 點依為一條隨時間延長的暗帶，先后出現(xiàn)的 4 條暗經(jīng)數(shù)據(jù)處理，得出 4 個 COD 點處的腔面反均在 30~40 ns 內(nèi)完成，標志著每個 COD 點顯改變，而 4 個獨立的 COD 點也在 300 ns 夠直接監(jiān)控 COD 過程中腔面材料及鍍膜的形損毀的程度；能夠得出單個 COD 點形成的時
cusedionbeam,FIB）能夠?qū)⒁簯B(tài)金屬（、聚焦后照射于樣品表面產(chǎn)生二次電子與 SEM 相似；此外，它也能用強電流完成微、納米級別的表面形貌加工[35]。氣體反應(yīng)，從而有選擇性地剝除金屬、寸越來越小、結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜的集成電益增長，而 FIB 在微納級別的微觀分析這一難題，目前，F(xiàn)IB 技術(shù)已廣泛應(yīng)用于分析、探針臺（probingpad）引入、透領(lǐng)域[36]。制樣過程中對器件原始組織損傷很小的TEM 樣品，本實驗所使用的 SEM 與 FLAB 600i，其照片見圖 3-5。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]高分辨掃描透射電子顯微鏡原理及其應(yīng)用[J]. 賈志宏,丁立鵬,陳厚文. 物理. 2015(07)
[2]由柵氧損傷引起閂鎖效應(yīng)的失效分析[J]. 劉楠,劉大鵬,張輝,祝偉明. 半導(dǎo)體技術(shù). 2015(06)
[3]紅外成像系統(tǒng)及其應(yīng)用[J]. 李相迪,黃英,張培晴,宋寶安,戴世勛,徐鐵峰,聶秋華. 激光與紅外. 2014(03)
[4]聚焦離子束（FIB）及其應(yīng)用[J]. 韓偉,肖思群. 中國材料進展. 2013(12)
[5]解析SEM&EDS分析原理及應(yīng)用[J]. 翟青霞,黃海蛟,劉東,劉克敢. 印制電路信息. 2012(05)
[6]紅外熱像測溫技術(shù)及其應(yīng)用研究[J]. 李云紅,孫曉剛,廉繼紅. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2009(01)
[7]紅外測溫基本原理及注意問題[J]. 張弓. 企業(yè)標準化. 2008(17)
[8]紅外熱成像無損檢測技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 戴景民,汪子君. 自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2007(01)
[9]GaN基紫光LED的可靠性研究[J]. 商樹萍,于彤軍,陳志忠,張國義. 材料研究學(xué)報. 2006(02)
[10]PEM用于半導(dǎo)體器件失效缺陷檢測和分析[J]. 唐凌,瞿欣,方培源,楊興,王家楫. 半導(dǎo)體技術(shù). 2004(07)
本文編號：3301093
【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
激光器樣品在COD脈沖內(nèi)的驅(qū)動電流與發(fā)射光功率曲線圖
在發(fā)生 COD 后出光腔面的顯微照片，與 COD 脈沖來的有源區(qū)處腔面反射率的時間演化圖[25]crograph of the laser diode output facet taken after CODhe output facet reflectance on the top of the active regiocamera during the COD-causing single pulse[25] 的單脈沖驅(qū)動電流時，條紋相機捕捉到腔面 COD 點，圖 2-7 給出了 COD 脈沖內(nèi)條紋相的時空演化圖，并附上 COD 發(fā)生后該區(qū)域內(nèi)，在引起 COD 的單脈沖內(nèi)，有 4 個 COD 點依為一條隨時間延長的暗帶，先后出現(xiàn)的 4 條暗經(jīng)數(shù)據(jù)處理，得出 4 個 COD 點處的腔面反均在 30~40 ns 內(nèi)完成，標志著每個 COD 點顯改變，而 4 個獨立的 COD 點也在 300 ns 夠直接監(jiān)控 COD 過程中腔面材料及鍍膜的形損毀的程度；能夠得出單個 COD 點形成的時
cusedionbeam,FIB）能夠?qū)⒁簯B(tài)金屬（、聚焦后照射于樣品表面產(chǎn)生二次電子與 SEM 相似；此外，它也能用強電流完成微、納米級別的表面形貌加工[35]。氣體反應(yīng)，從而有選擇性地剝除金屬、寸越來越小、結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜的集成電益增長，而 FIB 在微納級別的微觀分析這一難題，目前，F(xiàn)IB 技術(shù)已廣泛應(yīng)用于分析、探針臺（probingpad）引入、透領(lǐng)域[36]。制樣過程中對器件原始組織損傷很小的TEM 樣品，本實驗所使用的 SEM 與 FLAB 600i，其照片見圖 3-5。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]高分辨掃描透射電子顯微鏡原理及其應(yīng)用[J]. 賈志宏,丁立鵬,陳厚文. 物理. 2015(07)
[2]由柵氧損傷引起閂鎖效應(yīng)的失效分析[J]. 劉楠,劉大鵬,張輝,祝偉明. 半導(dǎo)體技術(shù). 2015(06)
[3]紅外成像系統(tǒng)及其應(yīng)用[J]. 李相迪,黃英,張培晴,宋寶安,戴世勛,徐鐵峰,聶秋華. 激光與紅外. 2014(03)
[4]聚焦離子束（FIB）及其應(yīng)用[J]. 韓偉,肖思群. 中國材料進展. 2013(12)
[5]解析SEM&EDS分析原理及應(yīng)用[J]. 翟青霞,黃海蛟,劉東,劉克敢. 印制電路信息. 2012(05)
[6]紅外熱像測溫技術(shù)及其應(yīng)用研究[J]. 李云紅,孫曉剛,廉繼紅. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2009(01)
[7]紅外測溫基本原理及注意問題[J]. 張弓. 企業(yè)標準化. 2008(17)
[8]紅外熱成像無損檢測技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 戴景民,汪子君. 自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2007(01)
[9]GaN基紫光LED的可靠性研究[J]. 商樹萍,于彤軍,陳志忠,張國義. 材料研究學(xué)報. 2006(02)
[10]PEM用于半導(dǎo)體器件失效缺陷檢測和分析[J]. 唐凌,瞿欣,方培源,楊興,王家楫. 半導(dǎo)體技術(shù). 2004(07)
本文編號：3301093
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