隨著半導(dǎo)體激光器的日益發(fā)展,人們對高功率半導(dǎo)體激光器的器件性能及可靠性的要求日益增高。高功率半導(dǎo)體激光器芯片的制作工藝較為復(fù)雜且成本較高,由于封裝工藝、結(jié)構(gòu)造成的封裝應(yīng)力嚴(yán)重制約著器件的成品率以及可靠性,限制了HPLD（High Power Laser Diode高功率半導(dǎo)體激光器）的大規(guī)模生產(chǎn)。本文研究了半導(dǎo)體激光器封裝應(yīng)力的產(chǎn)生原因,以及利用能帶理論推導(dǎo)并說明了封裝應(yīng)力對半導(dǎo)體激光器巴條的激射波長和偏振特性的影響。利用ANSYSY軟件模擬了不同封裝參數(shù)下封裝應(yīng)力的大小及分布。為了快捷而有效的檢測半導(dǎo)體激光器的封裝應(yīng)力,設(shè)計了一種通過檢測激光器巴條各個單元偏振度、閾值電流、激射波長揭示出其封裝應(yīng)力分布的實驗方法。實驗表明,巴條個別發(fā)光單元的偏振度較低、閾值電流較高是由于封裝應(yīng)力較大。通過計算,最大封裝應(yīng)力為141.92MPa,偏振等效應(yīng)力為26.73MPa。實驗器件在閾值以下的偏振度較好的反映了封裝應(yīng)力的分布趨勢,說明利用閾值電流以下測量器件偏振度可以為選擇熱沉及焊料材料,焊接工藝參數(shù)的改進(jìn)等方面提供一個較為快捷而有效的檢測方法。 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：44 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

LD單芯片或陣列應(yīng)力分布

4圖1.2 不同冷卻速度下AuSn合金的掃描電鏡組織（a）和（b）冷速為1K/min的合金，（c）和（d）爐冷合金，（e）和（f）水冷合金[7]Pittriff W[8]指出，AuSn焊料在燒結(jié)合金反應(yīng)中生成物相為在SEM中顯淺色的Au Sn相和顯深色的AuSn相。前者導(dǎo)熱性能好，強(qiáng)度高，抗沖擊，但不利于釋放熱應(yīng)力；后者彈性高，利于釋放封裝應(yīng)力。YOON J W[9]指出在快速冷卻的情況下，更易生成Au Sn相，在較慢冷速的情況下，生成AuSn成分更多。楊揚(yáng)[10]通過觀察不同焊接溫度下AuSn焊料的XRED譜圖

量子阱層中存在張應(yīng)變，LH會上升，HH會下降。并且張應(yīng)變足夠大時，LH會取代HH成為主要躍遷帶隙。此時，器件的激射光模式為TM模。圖1.3 應(yīng)力對半導(dǎo)體能帶的影響2015 年北京科技大學(xué)的朱輝[26]等人利用金剛對頂砧，通過對 AlInGaAs 單量子阱半導(dǎo)體激光器芯片施加水平張應(yīng)力與壓應(yīng)力，模擬激光器芯片由于封裝過程中產(chǎn)生的形變應(yīng)力。通過理論分析與實驗得出隨著隨著張應(yīng)力的增大芯片激發(fā)波長會呈現(xiàn)線性紅移，其斜率約為 5.3nmGPa ，張應(yīng)力的增大芯片激發(fā)波長會呈現(xiàn)線性藍(lán)移；芯片的閾值電流也隨著壓應(yīng)力的減小，隨著張應(yīng)力而增大。2016 年 E V Bogdanov[27]等人對GaAs.P.量子阱激光器施加水平張/壓應(yīng)力，通過光致發(fā)光光譜的測量，得出隨著壓應(yīng)變的增大，TE 模式逐漸增大；隨著張應(yīng)力的增大

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3319400