CN101519766A - 实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统，该系统包括：超高真空解理子系统，用于在机械外力的作用下把划好的外延片解理成条，并立即送入超高真空多层镀膜子系统中蒸镀多层腔面膜；超高真空多层镀膜子系统，用于对超高真空解理子系统送入的解理成条的外延片进行蒸镀腔面膜。利用本发明，最大限度地避免了在空气中各环节对半导体激光器腔面的污染，有效解决了半导体激光器腔面因发生光学灾变损伤(COD)而使半导体激光器失效的问题，对提高半导体激光器的可靠性有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及半导体激光器技术领域，尤其是一种用于保护激光器腔面、解决半导体激光器腔面发生光学灾变损伤(COD)问题和提高激光器性能的，超高真空半导体外延片解理技术和多层镀膜技术的集成系统，核心是在超高真空解理得到的干净腔面上立即蒸镀上腔面膜，解决半导体激光器腔面因氧化和沾污等而导致的腔面发生COD的问题。
背景技术
大功率和高可靠性一直是半导体激光器领域不懈追求的目标，这就要求半导体激光器有一对理想的腔面，可是，通常情况下，在空气中解理得到的半导体激光器腔面会被空气中的氧气氧化和被微尘沾污，从而使我们得到的腔面已经不是原来的理想反射面，而是已经被氧化和沾污的腔面，这对半导体激光器的出光功率与可靠性有着严重影响。
于是人们提出了真空解理技术——在真空环境中把半导体激光器外延片解理成条，并在干净的腔面上镀上一层极薄的介质材料保护新鲜的解理面。然后，在另外的镀膜设备中给半导体激光器腔面分别镀上增反膜和增透膜，以提高半导体激光器的性能。
虽然这种方法在一定程度上防止了新鲜腔面的氧化与污染，可是也不可避免的在镀增透膜与增反膜之前给半导体激光器腔面引入了沾污，影响了激光器腔面的质量，从而，对激光器的可靠性产生不利的影响。
本发明完全避免了半导体激光器腔面的氧化与沾污，最大限度地保护了新鲜腔面的理想性，有望解决半导体激光器因腔面的氧化与沾污而发生光学灾变损伤(COD)问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统，以解决半导体激光器腔面因发生COD而使半导体激光器失效的问题。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统，该系统包括：
超高真空解理子系统，用于在机械外力的作用下把划好的外延片解理成条，并立即送入超高真空多层镀膜子系统中蒸镀多层腔面膜；
超高真空多层镀膜子系统，用于对超高真空解理子系统送入的解理成条的外延片进行蒸镀腔面膜。
上述方案中，所述超高真空解理子系统的真空度小于4.5×10-8Pa。
上述方案中，所述超高真空多层镀膜子系统的真空度小于5×10-8Pa。
上述方案中，所述超高真空多层镀膜子系统对外延片进行蒸镀腔面膜采用电子束蒸发镀膜的方法。
上述方案中，所述超高真空多层镀膜子系统采用的膜层材料为氧化钛、氧化铪、氧化硅、氧化锆、氧化铝、硅或氧化钽，厚度为1至1000nm。
上述方案中，所述超高真空解理子系统与所述超高真空多层镀膜子系统之间采用板阀进行连接和隔断。
上述方案中，所述超高真空解理子系统包括超高真空解理腔室Load Lock和超高真空解理腔室，且超高真空解理腔室Load Lock与超高真空解理腔室通过板阀进行连接和隔断。
上述方案中，所述超高真空多层镀膜子系统包括超高真空镀膜室Load Lock和超高真空镀膜室，且超高真空镀膜室Load Lock与超高真空镀膜室通过板阀进行连接和隔断。
上述方案中，所述超高真空解理腔室与所述超高真空镀膜室通过板阀进行连接和隔断。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明提供的这种实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统，是在传统真空解理的理念的基础上，在超高真空环境中，把半导体激光器外延片解理成条，然后，直接把解理条送入超高真空镀膜室蒸镀腔面膜(包括前腔面的增透膜和后腔面的增反膜)。该系统的主要优点是最大限度地避免了在空气中各环节对半导体激光器腔面的污染，有效解决了半导体激光器腔面因发生COD而使半导体激光器失效的问题，对提高半导体激光器的可靠性有重要意义。
附图说明
图1为本发明提供的实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供的这种实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统，是在综合了半导体外延片的真空解理技术和超高真空腔面多层镀膜技术的基础上实现的。通常，半导体激光器的外延片是在大气中解理成具有谐振腔的条，然后在腔面制作增透膜和增反膜构成完整的半导体激光器。为解决半导体激光器的腔面光学损伤和腔面沾污造成的激光器退化问题，提出了真空解理技术，即在高真空中将半导体激光器外延片解理成条，然后在腔面上快速蒸镀一层保护层材料。
本发明提供的这种实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统，用于保护激光器腔面、解决半导体激光器腔面发生光学灾变损伤(COD)问题和提高激光器性能，将超高真空半导体外延片解理技术和多层镀膜技术整合为一个系统。该实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统由两个子系统组成，即超高真空解理子系统和超高真空多层镀膜子系统，这两个子系统，既可各自自成系统单独进行使用，又可统一为一个完备系统进行使用。
其中，超高真空解理子系统，用于在机械外力的作用下把划好的外延片解理成条，并立即送入超高真空多层镀膜子系统中蒸镀多层腔面膜。
超高真空多层镀膜子系统，用于对超高真空解理子系统送入的解理成条的外延片进行蒸镀腔面膜。
所述超高真空解理子系统的真空度小于4.5×10-8Pa。所述超高真空多层镀膜子系统的真空度小于5×10-8Pa。
所述超高真空多层镀膜子系统对外延片进行蒸镀腔面膜采用电子束蒸发镀膜的方法。所述超高真空多层镀膜子系统采用的膜层材料为氧化钛、氧化铪、氧化硅、氧化锆、氧化铝、硅或氧化钽等，厚度为1至1000nm。
所述超高真空解理子系统与所述超高真空多层镀膜子系统之间采用板阀进行连接和隔断。
进一步地，所述超高真空解理子系统可以独立于所述超高真空多层镀膜子系统而单独使用，具体包括超高真空解理腔室Load Lock和超高真空解理腔室，且超高真空解理腔室Load Lock与超高真空解理腔室通过板阀进行连接和隔断。
进一步地，所述超高真空多层镀膜子系统可以独立于所述超高真空解理子系统而单独使用，具体包括超高真空镀膜室Load Lock和超高真空镀膜室，且超高真空镀膜室Load Lock与超高真空镀膜室通过板阀进行连接和隔断。
上述超高真空解理腔室与所述超高真空镀膜室通过板阀进行连接和隔断。
在超高真空环境中，把半导体激光器外延片解理成条，然后，立即把半导体激光器条送入镀膜室，先在由解理得到的两个新鲜腔面上分别蒸镀一层介质膜，如氧化钛、氧化铪、氧化硅、氧化锆、氧化铝、氧化钽、硅等薄膜，以期在减少腔面上的界面态的同时保护新鲜腔面免受沾污，然后分别在前、后腔面上蒸镀增透膜和增反膜膜系，以达到以期的反射率。
本发明提供的这种实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统，能够在解理完成后立即蒸镀所需要的前、后腔面膜。所述的超高真空半导体激光器外延片解理镀膜系统结构如附图1所示。
其中：1为半导体激光器外延片传递装置(用于将需要镀腔面膜的半导体激光器条从超高真空镀膜室Load Lock传递到超高真空镀膜室)；2为超高真空镀膜室Load Lock；3为超高真空镀膜室Load Lock与超高真空镀膜室之间的隔断板阀；4为超高真空镀膜室；5为超高真空镀膜室与超高真空解理腔室之间的隔断板阀；6为超高真空解理腔室；7为半导体激光器条传递装置(用于将真空解理得到的半导体激光器条从超高真空解理腔室传递到超高真空镀膜室蒸镀腔面膜)；8为超高真空解理腔室与超高真空解理腔室Load Lock之间的隔断板阀；9为超高真空解理腔室Load Lock；10为半导体激光器外延片传递装置(用于将已经划片了的半导体激光器外延片从超高真空解理腔室LoadLock传递到超高真空解理腔室)。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1、一种实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统，其特征在于，该系统包括：
超高真空解理子系统，用于在机械外力的作用下把划好的外延片解理成条，并立即送入超高真空多层镀膜子系统中蒸镀多层腔面膜；
超高真空多层镀膜子系统，用于对超高真空解理子系统送入的解理成条的外延片进行蒸镀腔面膜。
2、根据权利要求1所述的实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统，其特征在于，所述超高真空解理子系统的真空度小于4.5×10-8Pa。
3、根据权利要求1所述的实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统，其特征在于，所述超高真空多层镀膜子系统的真空度小于5×10-8Pa。
4、根据权利要求1所述的实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统，其特征在于，所述超高真空多层镀膜子系统对外延片进行蒸镀腔面膜采用电子束蒸发镀膜的方法。
5、根据权利要求1所述的实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统，其特征在于，所述超高真空多层镀膜子系统采用的膜层材料为氧化钛、氧化铪、氧化硅、氧化锆、氧化铝、硅或氧化钽，厚度为1至1000nm。
6、根据权利要求1所述的实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统，其特征在于，所述超高真空解理子系统与所述超高真空多层镀膜子系统之间采用板阀进行连接和隔断。
7、根据权利要求1所述的实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统，其特征在于，所述超高真空解理子系统包括超高真空解理腔室Load Lock和超高真空解理腔室，且超高真空解理腔室LoadLock与超高真空解理腔室通过板阀进行连接和隔断。
8、根据权利要求1所述的实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统，其特征在于，所述超高真空多层镀膜子系统包括超高真空镀膜室Load Lock和超高真空镀膜室，且超高真空镀膜室LoadLock与超高真空镀膜室通过板阀进行连接和隔断。
9、根据权利要求7或8所述的实现超高真空半导体外延片解理和腔面多层镀膜的系统，其特征在于，所述超高真空解理腔室与所述超高真空镀膜室通过板阀进行连接和隔断。
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