CN105470812B - 一种高速激光器芯片制作方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光器技术领域，尤其涉及一种高速激光器芯片的制作方法和装置，所述方法包括：获取外延片结构中由表层到第一腐蚀停止层的厚度参数；根据所述厚度参数设置对应所述激光测距器的响应阈值；将所述外延片置于托盘指定位置；在启动腐蚀过程后，所述外延片由所述托盘托举着沉浸到所述腐蚀液中；在所述激光测距器监测到外延片腐蚀区中心厚度达到响应阈值时，触发完成将所述外延片托举出腐蚀液的操作过程。通过一种携带伺服系统的腐蚀控制装置，利用激光的测距功能，监测腐蚀区中心厚度是否达到响应阈值，来判断是否完成腐蚀阶段。该方法能够基于获取的激光器芯片制造的相关参数，有效的适应各种激光器芯片的脊波导结构生成。

Description

一种高速激光器芯片制作方法和装置

技术领域

本发明涉及半导体激光器技术领域，特别涉及一种高速激光器芯片制作方法和装置。

背景技术

传统的高速半导体激光器结构如图1。该高速半导体激光器包括一衬底0，一缓冲层1，一第一渐变限制层2，一第一波导层3，一第二波导层4，一第一量子阱垒层5，一量子阱有源层6，一第二量子阱垒层7，一第三波导层8，一第一腐蚀停止层9，一第四波导层10，一第二渐变限制层11，一欧姆接触层12，一绝缘介质层13，一P型上电极14，一N型下电极15。

现有技术中高速半导体激光器的其脊型双沟台面的形成是通过将包含所述0-12层结构的外延片放置于腐蚀液中，并通过完成预定浸泡时间计时后，获得初级加工芯片，此时便能够获得如图1所示的由10-12层构成的脊波导结构。

但是，现有技术这种方式，所获得的脊波导结构却是比较粗糙的，对于用来制造不同型号的激光器的外延片，该预定浸泡时间通常是不一样的，尤其是在需要制作新型号的初级加工芯片时，现有技术便无法立刻投入生产，从而影响了激光器芯片生产的效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高速激光器芯片的制作方法和装置，用于克服现有技术获得的脊波导结构却是比较粗糙的，对于用来制造不同型号的激光器的外延片，该预定浸泡时间通常是不一样的，影响了激光器芯片生产的效率。

为达成上述目的，一方面本发明实施例提供了一种高速激光器芯片的制作方法，所述方法包括：

获取外延片结构中由表层到第一腐蚀停止层的厚度参数；

根据所述厚度参数设置对应所述激光测距器的响应阈值；

将所述外延片置于托盘指定位置；

在启动腐蚀过程后，所述外延片由所述托盘托举着沉浸到所述腐蚀液中；

在所述激光测距器监测到外延片腐蚀区中心厚度达到响应阈值时，触发完成将所述外延片托举出腐蚀液的操作过程。

优选的，所述指定位置具体为托盘中标注的放置所述外延片的位置，所述指定位置正上方对应着所述激光测距器。

优选的，还获取有外延片的厚度以及其表面涂覆的防腐蚀液材料的厚度，则所述将所述外延片置于托盘指定位置后，还包括：

所述激光测距器扫描对应所述指定位置的监测区域，根据所述外延片的厚度以及其表面涂覆的防腐蚀液材料的厚度，确定扫描区域中距离差值满足条件的腐蚀区域，并定位到所述腐蚀区域。

优选的，所述确定扫描区域中距离差值满足条件的腐蚀区域，具体包括：

所述扫描区域由各像素点构成，各像素点对应着激光测距器在相应像素点位置所测量到的距离值；其中，作为目标的测量的距离值满足与周边测量的距离差值等于所述表面涂覆的防腐蚀液材料的厚度，且所述作为目标的测量的距离值等于激光检测器到托盘的距离减去所述外延片的厚度。

优选的，置于所述托盘上，参与腐蚀过程的所述外延片具有n片时，其中n为自然数，则所述在所述激光测距器监测到外延片腐蚀区中心厚度达到响应阈值时，具体包括：

对应所述n片外延片的n个激光测距器监测到的外延片腐蚀区中心厚度，以其激光测距器监测到的外延片腐蚀区中心厚度的平均值与所述响应阈值做比较，确认所述平均值是否达到响应阈值。

优选的，所述激光测距器上安装有指示灯，具体的：

所述指示灯用于在相应的激光测距器确认其负责监测的外延片腐蚀区中心厚度达到响应阈值时，呈现对应完成的状态。

另一方面，本发明实施例还提供了一种高速激光器芯片的制作装置，所述制作装置包括一个或者多个激光测距器、腐蚀液槽、伺服系统和托盘，具体的：

所述伺服系统，用于获取外延片结构中由表层到第一腐蚀停止层的厚度参数；根据所述厚度参数设置对应所述激光测距器的响应阈值；

所述托盘，用于承载外延片；

所述伺服系统，还用于在启动腐蚀过程后，控制所述托盘沉浸到所述腐蚀液槽中；并在接收到所述一个或者多个激光测距器的触发信号时，触发所述伺服系统控制所述托盘完成将所述外延片托举出腐蚀液的操作过程，其中，所述触发信号在所述一个或者多个激光测距器监测到外延片腐蚀区中心厚度达到响应阈值时生成。

优选的，所述伺服系统还包括服务器，具体的：

所述服务器，用于获取激光测距器扫描对应指定位置的监测区域，根据所述外延片的厚度以及其表面涂覆的防腐蚀液材料的厚度，确定扫描区域中距离差值满足条件的腐蚀区域，并定位到所述腐蚀区域。

优选的，所述腐蚀液槽具体包括两个或者多个槽体；所述托盘具体以吊臂方式固定在工作支架上，其中，所述工作支架还用于固定所述激光测距器。

优选的，所述激光测距器上安装有指示灯，具体的：

所述指示灯用于在相应的激光测距器确认其负责监测的外延片腐蚀区中心厚度达到响应阈值时，呈现对应完成的状态。

本发明具有的优点在于：

通过一种携带伺服系统的腐蚀控制装置，利用激光的测距功能，监测腐蚀区中心厚度是否达到响应阈值，来判断是否完成腐蚀阶段。该方法能够基于获取的激光器芯片制造的相关参数，有效的适应各种激光器芯片的脊波导结构生成。

附图说明

图1为本发明提供的一种现有的激光器芯片结构的剖面示意图；

图2为本发明实施例提供的一种激光器芯片制作方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种激光器芯片制作装置的系统架构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种激光器芯片制作装置的左视角示意图；

图5为本发明实施例提供的一种激光器芯片制作装置的主视角透视结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种激光器芯片制作装置的主视角透视结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种扫描区域像素构成与距离值关系示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明作进一步地详细说明。

实施例一

本发明实施例一提供了一种高速激光器芯片的制作方法，如图2所示，所述方法包括一下执行步骤：

在步骤201中，获取外延片结构中由表层到第一腐蚀停止层的厚度参数。

以图1所示为例，其厚度参数为第一腐蚀停止层9表面到欧姆接触层12表面的距离，因为作为外延片结构，通常不包含绝缘介质层13和P型上电极14。

在步骤202中，根据所述厚度参数设置对应所述激光测距器的响应阈值。

所述响应阈值作为伺服系统判断当前腐蚀液已经腐蚀到第一腐蚀停止层的判断依据。其计算方法可以通过所述托盘静止于所述腐蚀液中时，由所述激光测距器获取的到所述外延片腐蚀区的初始距离作为参考值，通过所述参考值和步骤201中获取的厚度参数求和得到所述响应阈值。

在步骤203中，将所述外延片置于托盘指定位置。

在具体实现方案中，所述激光测距器的个数通常为多个，被安装在腐蚀槽上方的工作支架25上，如图3-5所示。而对于托盘来说，为了便于激光测距器对焦，通常会在托盘上对应各激光测距器标注指定的用于放置各外延片的位置26(简称为：指定位置26)。

在步骤204中，在启动腐蚀过程后，所述外延片由所述托盘托举着沉浸到所述腐蚀液中。

在步骤205中，在所述激光测距器监测到外延片腐蚀区中心厚度达到响应阈值时，触发完成将所述外延片托举出腐蚀液的操作过程。

本发明实施例通过一种携带伺服系统的腐蚀控制装置，利用激光的测距功能，监测腐蚀区中心厚度是否达到响应阈值，来判断是否完成腐蚀阶段。该方法能够基于获取的激光器芯片制造的相关参数，有效的适应各种激光器芯片的脊波导结构生成。

结合本发明实施，存在一种优选的方案，其中，所述指定位置26具体为托盘中标注的放置所述外延片的位置，所述指定位置26正上方对应着所述激光测距器21。

结合本发明实施，存在一种优选的方案，其中，还获取有外延片的厚度以及其表面涂覆的防腐蚀液材料的厚度，则所述将所述外延片置于托盘指定位置后，还包括：

所述激光测距器扫描对应所述指定位置的监测区域，根据所述外延片的厚度以及其表面涂覆的防腐蚀液材料的厚度，确定扫描区域中距离差值满足条件的腐蚀区域，并定位到所述腐蚀区域。

其中，所述确定扫描区域中距离差值满足条件的腐蚀区域，具体包括：

所述扫描区域由各像素点构成，如图7所示，各像素点对应着激光测距器在相应像素点位置所测量到的距离值；其中，作为目标的测量的距离值满足与周边测量的距离差值等于所述表面涂覆的防腐蚀液材料的厚度，且所述作为目标的测量的距离值等于激光检测器到托盘的距离减去所述外延片的厚度。如图7所示，其像素点对应的测量距离出现矩形位置，即为第一沟道和第二沟道所在位置。

结合本发明实施，存在一种优选的方案，其中，置于所述托盘上，参与腐蚀过程的所述外延片具有n片时，其中n为自然数(以图5所示，n的值具体为6)，则所述在所述激光测距器监测到外延片腐蚀区中心厚度达到响应阈值时，具体包括：

对应所述n片外延片的n个激光测距器监测到的外延片腐蚀区中心厚度，以其激光测距器监测到的外延片腐蚀区中心厚度的平均值与所述响应阈值做比较，确认所述平均值是否达到响应阈值。

结合本发明实施，存在一种优选的方案，其中，所述激光测距器上安装有指示灯，具体的：

所述指示灯用于在相应的激光测距器确认其负责监测的外延片腐蚀区中心厚度达到响应阈值时，呈现对应完成的状态。

在具体实现方式中，若服务器231侧还配备有显示器232，则所述完成状态的显示还可以是通过在显示器232中呈现的方式。此时，则不局限于上述利用激光测距器上安装指示灯的方式来呈现完成的状态。

本发明实施例仅提供了一次性完成外延片腐蚀的方法，而在实际生产过程中，由于构成激光器的每一层材料的不同，较大概率的是需要经过两次或者多次的腐蚀过程，即所述第一腐蚀停止层可以是构成所述激光器的某一层，只是该层材料无法被腐蚀槽内的腐蚀液腐蚀而已。因此，对于需要多次腐蚀过程，才能形成脊波导结构的外延片来说，可以是通过替换腐蚀槽内的腐蚀液的方法，完成多次腐蚀过程。还可以是通过设置带多个腐蚀槽的底座27，其中，托盘由位于所述多个腐蚀槽中心的升降柱控制，并通过举过各腐蚀槽的顶面，利用底座27的旋转来完成腐蚀槽221和腐蚀槽222的替换，如图6所示。除了上述两种方式以外，还可以利用吊臂的方式，让多个腐蚀槽保持不同，而是利用工作支架25带动激光测距器和托盘一起移动到指定的腐蚀槽内完成腐蚀操作(附图中未示出)。

实施例二

实施例一提供了一种高速激光器芯片的制作方法，另一方面，本发明实施例还提供了适用于实施例一所述制作方法的一种高速激光器芯片的制作装置，所述制作装置包括一个或者多个激光测距器21、腐蚀液槽22、伺服系统23和托盘24，具体的：

所述伺服系统23，用于获取外延片结构中由表层到第一腐蚀停止层的厚度参数；根据所述厚度参数设置对应所述激光测距器的响应阈值。

伺服系统23通常包括服务器、步进电机、显示器、无线收发模块中的一个或者多个(附图中未给出步进电机，但是本领域技术人员能够容易通过申请文件公开内容，结合已知步进电机实现相应功能)。

所述托盘24，用于承载外延片。

所述伺服系统23，还用于在启动腐蚀过程后，控制所述托盘24沉浸到所述腐蚀液槽22中；并在接收到所述一个或者多个激光测距器21的触发信号时，触发所述伺服系统23控制所述托盘24完成将所述外延片托举出腐蚀液的操作过程，其中，所述触发信号在所述一个或者多个激光测距器21监测到外延片腐蚀区中心厚度达到响应阈值时生成。

本发明实施例通过一种携带伺服系统的腐蚀控制装置，利用激光的测距功能，监测腐蚀区中心厚度是否达到响应阈值，来判断是否完成腐蚀阶段。该方法能够基于获取的激光器芯片制造的相关参数，有效的适应各种激光器芯片的脊波导结构生成。

结合本发明实施，存在一种优选的方案，其中，所述伺服系统23还包括服务器231，具体的：

所述服务器231，用于获取激光测距器扫描对应指定位置的监测区域，根据所述外延片的厚度以及其表面涂覆的防腐蚀液材料的厚度，确定扫描区域中距离差值满足条件的腐蚀区域，并定位到所述腐蚀区域。

结合本发明实施，存在一种优选的方案，其中，所述腐蚀液槽22具体包括两个或者多个槽体；所述托盘24具体以吊臂方式固定在工作支架上，其中，所述工作支架还用于固定所述激光测距器21。

结合本发明实施，存在一种优选的方案，其中，所述激光测距器上安装有指示灯，具体的：

所述指示灯用于在相应的激光测距器确认其负责监测的外延片腐蚀区中心厚度达到响应阈值时，呈现对应完成的状态。

所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种高速激光器芯片的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

获取外延片结构中由表层到第一腐蚀停止层的厚度参数；

根据所述厚度参数设置对应所述激光测距器的响应阈值；

将所述外延片置于托盘指定位置；

在启动腐蚀过程后，所述外延片由所述托盘托举着沉浸到所述腐蚀液中；

在所述激光测距器监测到外延片腐蚀区中心厚度达到响应阈值时，触发完成将所述外延片托举出腐蚀液的操作过程。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述指定位置具体为托盘中标注的放置所述外延片的位置，所述指定位置正上方对应着所述激光测距器。

3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，还获取有外延片的厚度以及其表面涂覆的防腐蚀液材料的厚度，则所述将所述外延片置于托盘指定位置后，还包括：

所述激光测距器扫描对应所述指定位置的监测区域，根据所述外延片的厚度以及其表面涂覆的防腐蚀液材料的厚度，确定扫描区域中距离差值满足条件的腐蚀区域，并定位到所述腐蚀区域。

4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述确定扫描区域中距离差值满足条件的腐蚀区域，具体包括：

所述扫描区域由各像素点构成，各像素点对应着激光测距器在相应像素点位置所测量到的距离值；其中，作为目标的测量的距离值满足与周边测量的距离差值等于所述表面涂覆的防腐蚀液材料的厚度，且所述作为目标的测量的距离值等于激光检测器到托盘的距离减去所述外延片的厚度。

5.根据权利要求1-4任一所述的制作方法，其特征在于，置于所述托盘上，参与腐蚀过程的所述外延片具有n片时，其中n为自然数，则所述在所述激光测距器监测到外延片腐蚀区中心厚度达到响应阈值时，具体包括：

对应所述n片外延片的n个激光测距器监测到的外延片腐蚀区中心厚度，以其激光测距器监测到的外延片腐蚀区中心厚度的平均值与所述响应阈值做比较，确认所述平均值是否达到响应阈值。

6.根据权利要求1-4任一所述的制作方法，其特征在于，所述激光测距器上安装有指示灯，具体的：

所述指示灯用于在相应的激光测距器确认其负责监测的外延片腐蚀区中心厚度达到响应阈值时，呈现对应完成的状态。

7.一种高速激光器芯片的制作装置，其特征在于，所述制作装置包括一个或者多个激光测距器、腐蚀液槽、伺服系统和托盘，具体的：

所述伺服系统，用于获取外延片结构中由表层到第一腐蚀停止层的厚度参数；根据所述厚度参数设置对应所述激光测距器的响应阈值；

所述托盘，用于承载外延片；

所述伺服系统，还用于在启动腐蚀过程后，控制所述托盘沉浸到所述腐蚀液槽中；并在接收到所述一个或者多个激光测距器的触发信号时，触发所述伺服系统控制所述托盘完成将所述外延片托举出腐蚀液的操作过程，其中，所述触发信号在所述一个或者多个激光测距器监测到外延片腐蚀区中心厚度达到响应阈值时生成。

8.根据权利要求7所述的制作装置，其特征在于，所述伺服系统还包括服务器，具体的：

所述服务器，用于获取激光测距器扫描对应指定位置的监测区域，根据所述外延片的厚度以及其表面涂覆的防腐蚀液材料的厚度，确定扫描区域中距离差值满足条件的腐蚀区域，并定位到所述腐蚀区域。

9.根据权利要求7或8所述的制作装置，其特征在于，所述腐蚀液槽具体包括两个或者多个槽体；所述托盘具体以吊臂方式固定在工作支架上，其中，所述工作支架还用于固定所述激光测距器。

10.根据权利要求7或8所述的制作装置，其特征在于，所述激光测距器上安装有指示灯，具体的：

所述指示灯用于在相应的激光测距器确认其负责监测的外延片腐蚀区中心厚度达到响应阈值时，呈现对应完成的状态。