CN112461507A - 垂直腔表面发射激光器（vcsel）的测量方法及vcsel磊芯片测试治具 - Google Patents

垂直腔表面发射激光器（vcsel）的测量方法及vcsel磊芯片测试治具 Download PDF

Info

Publication number
CN112461507A
CN112461507A CN202010934171.7A CN202010934171A CN112461507A CN 112461507 A CN112461507 A CN 112461507A CN 202010934171 A CN202010934171 A CN 202010934171A CN 112461507 A CN112461507 A CN 112461507A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vcsel
epitaxial chip
substrate
epitaxial
chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010934171.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112461507B (zh
Inventor
黄朝兴
金宇中
戴文长
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Visual Photonics Epitaxy Co Ltd
Original Assignee
Visual Photonics Epitaxy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Visual Photonics Epitaxy Co Ltd filed Critical Visual Photonics Epitaxy Co Ltd
Publication of CN112461507A publication Critical patent/CN112461507A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112461507B publication Critical patent/CN112461507B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/0014—Measuring characteristics or properties thereof
    • H01S5/0042—On wafer testing, e.g. lasers are tested before separating wafer into chips
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J3/26—Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J3/45—Interferometric spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G01M11/0207—Details of measuring devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/45—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length using interferometric methods; using Schlieren methods
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/8422—Investigating thin films, e.g. matrix isolation method
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18361—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/8422—Investigating thin films, e.g. matrix isolation method
    • G01N2021/8438—Mutilayers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18305—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] with emission through the substrate, i.e. bottom emission

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

一种垂直腔表面发射激光器(VCSEL)的测量方法及VCSEL磊芯片测试治具，尤其是可以测量背面出光型VCSEL的反射频谱中的法布里‑珀罗标准具(Fabry–Perot Etalon)。通过测量设备测量VCSEL磊芯片，其中使测量设备的测试光源向该VCSEL磊芯片的基板表面入射，而测量得到VCSEL反射频谱中的法布里‑珀罗标准具。通过VCSEL磊芯片测试治具而使背面出光型的VCSEL能直接被现有测量设备测量，如此不须变更测量设备的光学设计，且能避免VCSEL磊芯片被刮伤或污染。

Description

垂直腔表面发射激光器(VCSEL)的测量方法及VCSEL磊芯片测 试治具
技术领域
一种VCSEL的反射频谱测量方法及测试治具，尤其能测量背面出光型VCSEL的法布里-珀罗标准具。
背景技术
VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)为一种逐渐被广为使用于传感、光通信或红外线照明的激光二极管。
VCSEL根据出光方向能区分成正面出光与背面出光的VCSEL。现有光学测量设备主要包含测试光源、信号接收装置与测量平台。测量平台上放置VCSEL磊芯片，测试光源则设置于测量台的上方。
VCSEL磊芯片包含基板与磊晶结构，磊晶结构是形成在基板之上。在测量VCSEL磊芯片时，VCSEL磊芯片是放置于测量平台上，VCSEL磊芯片是以基板与测量平台接触。在搬送VCSEL磊芯片时，也是以基板与机械手臂接触。借此，避免磊晶结构因接触测量平台或机械手臂等部件而受到污染或刮伤。
正面出光型VCSEL的上DBR层的总反射率低于下DBR层的总反射率。由于上DBR层的总反射率较低，测试光源中能到达共振腔的光线会较多，因此信号接收装置所接受到的讯号较强，容易测到VCSEL的反射频谱中的法布里-珀罗标准具(Fabry–Perot Etalon)。
然而，背面出光型VCSEL的上DBR层的总反射率是高于下DBR层的总反射率。当上DBR层的总反射率太高，测试光源中能到达共振腔的光线会变得越少，因为测试光源的大部分光线都被上DBR层反射回去。因此，信号接收装置所接受到的讯号会很微弱，如杂讯。当有杂讯干扰时，反射频谱中的Fabry–Perot Etalon会不容易辨识甚至无法辨识。
以正面出光型VCSEL而言，在下DBR层的总反射率够高的情形下，若适度降低上DBR层的总反射率，可能有助于增进正面出光型VCSEL的特性。
在背面出光型VCSEL中，则是上DBR层的总反射率应足够高则背面出光型VCSEL的特性会较佳。然而，受限于现有的光学测量设备，背面出光型VCSEL的上DBR层的总反射率不能太高，亦即需要降低上DBR层的总反射率，但背面出光型VCSEL的特性却因此受到限制。
因此，必须提供一种测量背面出光型的VCSEL的测量方式、测量流程与磊芯片测试治具，其中不需降低上DBR层的总反射率、不需变更现有光学测量设备且不会损伤VCSEL磊芯片的磊晶结构的表面。
发明内容
提供一种VCSEL的反射频谱的测量方法，尤其是测量出反射频谱中的法布里-珀罗标准具(Fabry–Perot Etalon)。
在一实施例中，VCSEL磊芯片的反射频谱的测量方法包含有：准备一VCSEL磊芯片，该VCSEL磊芯片具有相对的一磊晶表面与一基板表面；提供一测量设备，用以测量并产生该VCSEL磊芯片的一测量结果，该测量设备包含一测试光源，该测试光源是一宽带光源；令该宽带光源照射该VCSEL磊芯片，其中该宽带光源的光线从该VCSEL磊芯片的该基板表面入射；得到该VCSEL磊芯片的该测量结果。其中，该测量结果包含一反射频谱，且该反射频谱包含一法布里-珀罗标准具(Fabry–Perot Etalon)波长。
在一实施例中，提供一背面出光型VCSEL磊芯片，该背面出光型VCSEL磊芯片包含一基板与一磊晶区，该磊晶区形成在该基板之上，该背面出光型VCSEL磊芯片具有相对的一磊晶表面与一基板表面；提供一测量设备，用以测量并产生该背面出光型VCSEL磊芯片的一测量结果，该测量设备包含一测试光源，该测试光源为一宽带光缘；将该背面出光型VCSEL磊芯片放置于一磊芯片测试治具上，且该基板表面面向该测试光源；令该测量设备对该背面出光型VCSEL磊芯片进行测量处理，其中该测试光源的光线系从该基板表面入射；得到该背面出光型VCSEL磊芯片的该测量结果。其中，该测量结果包含一反射频谱，且该反射频谱包含一法布里-珀罗标准具波长。
依上述的测量方式，可以在不更动现有测量设备的光学结构设计的情形下，使背面出光型VCSEL也能被现有测量设备做反射频谱的测量，且不污染或刮伤背面出光型VCSEL磊芯片的磊晶层，背面出光型VCSEL磊芯片的上DBR层的总反射率也能提高。尤其，背面出光型VCSEL的上DBR层的总反射率可以高于0.9999，或高于0.9990、0.9900、0.9500或0.9000。
提供一种磊芯片测试治具，用以承载一VCSEL磊芯片。
在一实施例中，一治具主体是承载该背面出光型VCSEL磊芯片，该背面出光型VCSEL磊芯片具有一磊晶表面，该磊晶表面更包含一边缘除外区与一非边缘除外区，其中，该背面出光型VCSEL磊芯片通过该边缘除外区靠抵于该治具主体而定位于该治具主体之上，该背面出光型VCSEL磊芯片的该非边缘除外区不接触于该治具主体。
所属技术领域技术人员将理解，可以通过本发明所公开实现的效果不限于上文具体描述的内容，并且从以上结合附图的详细描述中将更清楚地理解本发明的优点。
附图说明
图1为依据一实施例的测量背面出光型的VCSEL磊芯片的反射频谱的示意图。
图2为根据第一实施例的背面出光型的VCSEL磊芯片的反射频谱比较图。
图3为根据第二实施例的背面出光型的VCSEL磊芯片的反射频谱比较图。
图4为根据第三实施例的背面出光型的VCSEL磊芯片的反射频谱比较图。
图5为依据一实施例的VCSEL磊芯片的反射频谱的测量流程示意图。
图6a为VCSEL磊芯片的示意图。
图6b为磊芯片测试治具承载VCSEL磊芯片的示意图。
图7为磊芯片测试治具的一实施例示意图。
图8为磊芯片测试治具的一较佳实施例示意图。
图9为磊芯片测试治具的另一较佳实施例示意图。
图10为磊芯片测试治具的另一较佳实施例示意图。
附图标记说明
10:VCSEL磊芯片
11:基板
13:磊晶区
10a:磊晶表面
10b:基板表面
13a:上DBR层
13b:下DBR层
20:测试光源
30:磊芯片测试治具
31:治具主体
311:凹部
313:通孔
31a:顶面
S10～S30:步骤
C1～C6:测试曲线。
具体实施方式
以下配合附图及附图标记对本发明的实施方式做更详细的说明，从而使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。
如图1所示，图1中包含VCSEL磊芯片10与用来测量VCSEL磊芯片的反射频谱的测量设备(图未示)。VCSEL磊芯片10是背面出光型的VCSEL磊芯片10。
VCSEL磊芯片10具有相对的磊晶表面10a与基板表面10b，测量设备配置有测试光源20与信号接收装置(图未示)；要注意的是，附图中只显示出与实施例的特征有关的组件，并不显示出其它众所周知的组件，以方便说明实施方式。
测试光源20与信号接收装置通常是设置在测量设备的上侧处，而待测量物则是在测量设备的下侧，也就是待测量物是定位于测试光源20与信号接收装置的下方，因此，测试光源20是“从VCSEL磊芯片10的基板表面10b入射”。
要注意的是，测量设备的测试光源20及信号接收装置不一定是如图1所示的刚好在基板上方，也可以设置在其他适当位置，原则上只要测试光源20发出的光线能直接或间接从VCSEL的基板入射即可。
前文所述的“光源从该VCSEL的基板入射”是指，光源的光线是先通过基板才射入磊晶区。
参考图1，VCSEL磊芯片10的结构包含基板11与磊晶区13。VCSEL磊芯片10的制作是在基板11的一表面上通过有机金属化学气相沉积法(MOCVD)、分子束磊晶法(MBE)或其他磊晶成长方法而磊晶成长出磊晶区13。
磊晶区13中通常包含多层磊晶层；磊晶区13中至少包含上DBR层13a与下DBR层13b与主动区；上DBR层13a的总反射率大于下DBR层13b；较佳的，下DBR层的总反射率约小于0.9999，或者下DBR层的总反射率大致介于0.9999与0.9000之间，比如下DBR层的总反射率可以是0.9990、0.9900、0.9500或0.9000，但是下DBR层的总反射率根据VCSEL的特性还能略高于0.9999或略低于0.9000。
一典型的多层磊晶层会包含缓冲层、下DBR层、下间隔层、主动层、上间隔层、上DBR层以及欧姆接触层等。
在一些实施例中，测试光源20可以是宽带光源，如白光等宽带光源。
本文所称的磊晶表面是磊晶区的较远离于基板且未与基板接触的一面；基板表面则是基板的较远离于磊晶区且未与磊晶区接触的一面；“磊晶表面10a”与“基板表面10b”可以是VCSEL磊芯片10的顶面与底面。而从图1视角来看，“磊晶表面10a”与“基板表面10b”是VCSEL磊芯片10的底面与顶面。
参阅图2，图2为根据第一实施例的背面出光型的VCSEL磊芯片的反射频谱比较图，其中背面出光型的VCSEL磊芯片包含N型掺杂的GaAs基板与磊晶区，其中磊晶区是磊晶成长在基板为N型掺杂的GaAs基板上。如图2所示，图2的测试曲线C1是代表测试光源20从磊晶表面入射时所测到的反射频谱，测试曲线C2则是代表测试光源20从基板表面入射时所测得的反射频谱。
如测试曲线C1所示，虽然在波长940nm附近有测量到Fabry–Perot Etalon，然而Fabry–Perot Etalon的讯号相对较不明显(即Fabry–Perot Etalon的反射率强度(reflectivity intensity)并不够低)，因此，Fabry–Perot Etalon的反射率强度与Fabry–Perot Etalon附近波长的反射率强度差距很小，导致Fabry–Perot Etalon不容易辨识。如测试曲线C2所示，大约在波长940nm附近测到Fabry–Perot Etalon，由于Fabry–PerotEtalon的讯号相对较明显(即Fabry–Perot Etalon的反射率强度(reflectivityintensity)是足够低的)，如此Fabry–Perot Etalon的反射率强度与在Fabry–PerotEtalon附近波长的反射率强度有明显差距，因而容易辨识Fabry–Perot Etalon。
根据图2所示，当基板是N型掺杂的GaAs基板(N+GaAs基板)时，且当测试光源20的光线从基板表面入射时，N+GaAs基板会吸收波长小于900nm的入射光，因此在反射频谱中能测量到的Fabry–Perot Etalon的波长约在900nm以上。
参阅图3，图3为根据第二实施例的背面出光型VCSEL磊芯片的反射频谱比较图，该背面出光型磊芯片也包含N型掺杂的GaAs基板与磊晶区，其中磊晶区是磊晶成长在基板为N型掺杂的GaAs基板上。此外，该背面出光型磊芯片中的上DBR层的总反射率大于图2的上DBR层的总反射率。如图3所示，图3的测试曲线C3是代表测试光源20从磊晶表面入射时所测到的反射频谱，测试曲线C4则是代表测试光源20从基板表面入射时所测得的反射频谱。
如图3的测试曲线C3所示，当测试光源20从磊晶表面入射时，在波长约940nm处未测到Fabry–Perot Etalon波长；但是当测试光源20从基板表面入射时，如测试曲线C4所示，在波长约940nm处可测到明显的Fabry–Perot Etalon波长。
根据图3所示，当基板是N型掺杂的GaAs基板(N+GaAs基板)时，且当光源从基板表面入射时，N+GaAs基板会吸收波长小于900nm的入射光，因此在反射频谱中能测量到的Fabry–Perot Etalon的波长约在900nm以上。
参阅图4，图4为根据第三实施例的背面出光型VCSEL磊芯片的反射频谱比较图。如图4所示，该背面出光型磊芯片包含半绝缘型的GaAs基板与磊晶区，磊晶区是磊晶成长在半绝缘型的GaAs基板上，该背面出光型磊芯片中的上DBR层的总反射率相同于图3的VCSEL磊芯片中的上DBR层的总反射率。如图4所示，图4的测试曲线C5是代表测试光源20从磊晶表面入射时所测到的反射频谱，测试曲线C6则是代表测试光源20从基板表面入射时所测得的反射频谱。
如图4的测试曲线C5所示，当测试光源20从磊晶表面入射时，测试曲线C5在波长约950nm处未测到Fabry–Perot Etalon波长；但当测试光源20从基板表面入射时，根据测试曲线C6所示，在波长约950nm处可测到明显的Fabry–Perot Etalon波长。
根据图4所示，当基板是半绝缘型的GaAs基板(SI GaAs基板)时，且当光源从基板表面入射时，SI GaAs基板会吸收波长小于890nm的入射光，因此在反射频谱中能测量到的Fabry–Perot Etalon的波长约在890nm以上。
进一步提供磊芯片测试治具与使用磊芯片测试治具的的测量方法。通过磊芯片测试治具及使用磊芯片测试治具的测量方法，使现有的测量设备对背面出光型VCSEL磊芯片做完测量后能得到具有清楚可辨识的Fabry–Perot Etalon的反射频谱。其中，背面出光型VCSEL磊芯片的上DBR层反射率可以很高。
参阅图5，图5为依据一实施例的VCSEL磊芯片的反射频谱的测量流程示意图。首先进入步骤S10并配合图6a所示，提供VCSEL磊芯片10，其中VCSEL磊芯片10是背面出光型的VCSEL磊芯片10。VCSEL磊芯片10包含相对的磊晶表面10a与基板表面10b；以背面出光型的VCSEL磊芯片10而言，上DBR层的总反射率大于下DBR层的总反射率；其中，下DBR层的总反射率约小于0.9999，或者下DBR层的总反射率大致介于0.9999与0.9000之间，比如下DBR层的总反射率可以是0.9990、0.9900、0.9500或0.9000，但是下DBR层的总反射率根据VCSEL的特性还能被适当调整。
接着进入步骤S20并配合图6b所示，VCSEL磊芯片10放置于磊芯片测试治具30上时，VCSEL磊芯片10的基板表面10b是面向测试光源20。
最后进入步骤S30并配合图1所示，测量VCSEL磊芯片10，测试光源照射VCSEL磊芯片10，且测试光源20的光线从VCSEL磊芯片10的基板表面10b入射，以获得VCSEL磊芯片10的反射频谱及反射频谱中的Fabry–Perot Etalon波长。
当测量设备的测试光源20的光线是朝下投射时，背面出光型的VCSEL磊芯片10的基板表面10b则要朝上。
在一实施例中，磊芯片测试治具可以先置放于该测量设备中，然后将背面出光型VCSEL磊芯片放置于在测量设备中的磊芯片测试治具上，再进行步骤S30的测量处理。
在一实施例中，使磊芯片测试治具先承载背面出光型VCSEL磊芯片，然后将承载有背面出光型VCSEL磊芯片的磊芯片测试治具送入测量设备，再进行步骤S30的测量处理。
在一实施例中，磊芯片测试治具30是以实质接触VCSEL磊芯片10的边缘除外区(edge exclusion area)方式而承置背面出光型的VCSEL磊芯片10，其中磊芯片测试治具30不接触VCSEL磊芯片10的边缘除外区以外的部分；借此，避免污染或刮伤VCSEL磊芯片10的边缘除外区以外的部分。
磊芯片测试治具30的材质以不易对VCSEL磊芯片10造成刮伤的材质为佳，比如铁弗龙、塑胶、压克力、玻璃纤维等其他类似材质。
参阅图7，图7为磊芯片测试治具的一实施例示意图。如图7所示，磊芯片测试治具30包含治具主体31。治具主体31包含凹部311，凹部311并具有内部空间。凹部311是在治具主体31的承载于VCSEL磊芯片10的一面所形成的，比如治具主体31的顶面31a中间区域处形成凹部311。
具凹部311(如凹槽)的治具主体31可承置背面出光型或正面出光型的VCSEL磊芯片。当治具主体31是承置背面出光型的VCSEL磊芯片10时，由于VCSEL磊芯片10的磊晶表面10a是面向凹部311时，所以VCSEL磊芯片的磊晶表面会接触于治具主体31。在这种情形下，磊晶表面10a是以其边缘除外区(edge exclusion area)与治具主体31的承载面接触，以使VCSEL磊芯片10的非边缘除外区是对应凹部311的内部空间，因此VCSEL磊芯片10的非边缘除外区不会接触到治具主体，从而避免VCSEL磊芯片10的非边缘除外区遭到污染或刮伤。
当治具主体31是承置正面出光型的VCSEL磊芯片10时，由于VCSEL磊芯片10是以基板表面与治具主体31接触，基板表面的部分或整面都能直接平贴于治具主体上；治具主体的内部空间也可以让机械手臂伸入，而从治具主体取出正面出光型的VCSEL磊芯片，或将正面出光型的VCSEL磊芯片搬移至治具主体上；此外，机械手臂等转移装置也能通过搬送治具主体来间接达到移动VCSEL磊芯片的目的。
治具主体31的凹部311可以是对治具主体31通过减法工艺来形成，比如在治具主体31的表面上开设凹槽，如图7所式，但并不限于此。另外，凹部也可通过加法工艺(加工)来形成，比如治具主体31的表面上设置具有一定高度的支撑件(图未式)，则支撑件的表面即为上述的承载面；或者，治具主体31的对应于磊晶表面的非边缘除外区的部份是贯通的，如具有一通孔313(参图10)或多个通孔的治具主体。
在一些实施例中，治具主体31的凹部311是呈上宽下窄状。参阅图8，图8为磊芯片测试治具的一较佳实施例示意图，图8所示是一种定位VCSEL磊芯片10的方式；如图8所式，治具主体31中的凹部311概呈梯形，VCSEL磊芯片10以其外周缘而靠设于凹部311的内侧壁而定位于凹部311之内。
参阅图9，图9为磊芯片测试治具的另一较佳实施例示意图，图9所示是另一种定位VCSEL磊芯片10的方式；如图9所式，治具主体31中的凹部311的内壁面具有弧度，比如凹部311是锥形、碗型或其他适当形状，VCSEL磊芯片10以边缘除外区而靠设于凹部311的内侧壁而定位于凹部311之内。
在一实施例中，治具主体的厚度不超过10公分。
在一实施例中，治具主体的厚度介于0.1公分至10公分之间或0.5公分至10公分之间。
以上所述者仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非意图据以对本发明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims (21)

1.一种VCSEL的测量方法，其特征在于，包含：
准备一VCSEL磊芯片，该VCSEL磊芯片具有相对的一磊晶表面与一基板表面；
提供一测量设备，该测量设备测量并产生该VCSEL磊芯片的一测量结果，该测量设备包含一测试光源，该测试光源是一宽带光源；
令该宽带光源照射该VCSEL磊芯片，其中该宽带光源的光线从该VCSEL磊芯片的该基板表面入射；以及
得到该VCSEL磊芯片的该测量结果；
其中，该测量结果包含一反射频谱，且该反射频谱包含一法布里-珀罗标准具波长。
2.如权利要求1所述的VCSEL的测量方法，其特征在于，该VCSEL磊芯片包含一上DBR层与一下DBR层，该上DBR层的总反射率大于该下DBR层的总反射率；该下DBR层的总反射率不大于0.9999。
3.如权利要求1所述的VCSEL的测量方法，其特征在于，该宽带光源是白光。
4.如权利要求1所述的VCSEL的测量方法，其特征在于，该VCSEL磊芯片包含一基板,该基板是半绝缘基板。
5.如权利要求4所述的VCSEL的测量方法，其特征在于，该基板是GaAs基板，且该法布里-珀罗标准具波长大于890nm。
6.如权利要求1所述的VCSEL的测量方法，其特征在于，该VCSEL磊芯片包含一基板,该基板是N型或P型掺杂基板。
7.如权利要求6所述的VCSEL的测量方法，其特征在于，该基板是GaAs基板，且该法布里-珀罗标准具波长大于900nm。
8.一种背面出光型VCSEL的测量方法，其特征在于，包含：
提供一背面出光型VCSEL磊芯片，该背面出光型VCSEL磊芯片包含一基板与一磊晶区，该磊晶区形成在该基板之上，该背面出光型VCSEL磊芯片具有相对的一磊晶表面与一基板表面；
提供一测量设备，该测量设备测量并产生该背面出光型VCSEL磊芯片的一测量结果，该测量设备包含一测试光源，该测试光源为一宽带光缘；
将该背面出光型VCSEL磊芯片放置于一磊芯片测试治具上，且该基板表面面向该测试光源；
令该测量设备对该背面出光型VCSEL磊芯片进行测量处理，其中该测试光源的光线系从该基板表面入射；以及
得到该背面出光型VCSEL磊芯片的该测量结果；
其中，该测量结果包含一反射频谱，且该反射频谱包含一法布里-珀罗标准具(Fabry–Perot Etalon)波长。
9.如权利要求8所述的背面出光型VCSEL的测量方法，其特征在于，该磊芯片测试治具是通过实质接触该背面出光型VCSEL磊芯片的边缘而定位该背面出光型VCSEL磊芯片。
10.如权利要求8所述的背面出光型VCSEL的测量方法，其特征在于，该VCSEL磊芯片测试治具包含一治具主体，该背面出光型VCSEL磊芯片的一面为该磊晶表面，该磊晶表面更包含一边缘除外区与一非边缘除外区，其中，该背面出光型VCSEL磊芯片通过该边缘除外区靠抵于该治具主体而定位于该治具主体之上，该背面出光型VCSEL磊芯片的该非边缘除外区不接触于该治具主体。
11.如权利要求8所述的背面出光型VCSEL的测量方法，其特征在于，该背面出光型VCSEL磊芯片包含一上DBR层与一下DBR层，该上DBR层的总反射率大于该下DBR层的总反射率；该下DBR层的总反射率不大于0.9999。
12.如权利要求8所述的背面出光型VCSEL的测量方法，其特征在于，该宽带光源是白光。
13.如权利要求8所述的背面出光型VCSEL的测量方法，其特征在于，该背面出光型VCSEL磊芯片包含一基板,该基板是半绝缘基板。
14.如权利要求13所述的背面出光型VCSEL的测量方法，其特征在于，该基板是GaAs基板，且该法布里-珀罗标准具波长大于890nm。
15.如权利要求8所述的背面出光型VCSEL的测量方法，其特征在于，该背面出光型VCSEL磊芯片包含一基板，该基板是N型或P型掺杂基板。
16.如权利要求15所述的背面出光型VCSEL的测量方法，其特征在于，该基板是GaAs基板，且该法布里-珀罗标准具波长大于900nm。
17.一种VCSEL磊芯片测试治具，用以承载一背面出光型VCSEL磊芯片，其特征在于，包含：
一治具主体，其承载该背面出光型VCSEL磊芯片，该背面出光型VCSEL磊芯片具有一磊晶表面，该磊晶表面更包含一边缘除外区与一非边缘除外区，其中，该背面出光型VCSEL磊芯片通过该边缘除外区靠抵于该治具主体而定位于该治具主体之上，该背面出光型VCSEL磊芯片的该非边缘除外区不接触于该治具主体。
18.如权利要求17所述的VCSEL磊芯片测试治具，其特征在于，该治具主体更包含具有一内部空间的一凹部，该磊晶表面的该非边缘除外区是对应于该凹部的该内部空间而不与该治具主体接触。
19.如权利要求17所述的VCSEL磊芯片测试治具，其特征在于，该治具主体至少具有一通孔，该磊晶表面的该非边缘除外区是对应于该通孔而不与该治具主体接触。
20.如权利要求17所述的VCSEL磊芯片测试治具，其特征在于，该治具主体的厚度介于0.1公分至10公分之间。
21.如权利要求17所述的VCSEL磊芯片测试治具，其特征在于，该治具主体的材质选自于由铁氟龙、塑胶、压克力及玻璃纤维所组成的群组的至少之一材料。
CN202010934171.7A 2019-09-09 2020-09-08 垂直腔表面发射激光器（vcsel）的测量方法及vcsel磊芯片测试治具 Active CN112461507B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108132486 2019-09-09
TW108132486 2019-09-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112461507A true CN112461507A (zh) 2021-03-09
CN112461507B CN112461507B (zh) 2023-04-18

Family

ID=74833330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010934171.7A Active CN112461507B (zh) 2019-09-09 2020-09-08 垂直腔表面发射激光器（vcsel）的测量方法及vcsel磊芯片测试治具

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11482830B2 (zh)
CN (1) CN112461507B (zh)
TW (1) TWI733579B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102598438A (zh) * 2009-11-02 2012-07-18 矢崎总业株式会社 用于vcsel的故障检测方法和故障检测设备
CN103776530A (zh) * 2012-10-28 2014-05-07 天津奇谱光电技术有限公司 一种使用可调谐法布里-珀罗滤波器的光谱分析设备
CN105305228A (zh) * 2014-07-11 2016-02-03 佳能株式会社 表面发射激光器和光学干涉层析成像装置
CN105379034A (zh) * 2013-07-12 2016-03-02 佳能株式会社 表面发射激光器和光学相干断层扫描装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6177388A (ja) * 1984-09-21 1986-04-19 Sharp Corp 半導体レ−ザの共振端面反射率測定装置
TW434919B (en) * 1997-10-13 2001-05-16 Ind Tech Res Inst Vertical cavity surface emitting laser diode and the packaging device of the same
CN1179191C (zh) * 1997-12-29 2004-12-08 核心科技公司 微机电调谐共焦垂直腔面发射激光器与法布里-珀罗滤光器
US6836321B2 (en) * 2001-06-20 2004-12-28 Lucent Technologies Inc. Testing bottom-emitting VCSELs
US7604981B1 (en) * 2002-03-08 2009-10-20 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Excitable target marker detection
US9112331B2 (en) 2012-03-22 2015-08-18 Palo Alto Research Center Incorporated Surface emitting laser incorporating third reflector

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102598438A (zh) * 2009-11-02 2012-07-18 矢崎总业株式会社 用于vcsel的故障检测方法和故障检测设备
CN103776530A (zh) * 2012-10-28 2014-05-07 天津奇谱光电技术有限公司 一种使用可调谐法布里-珀罗滤波器的光谱分析设备
CN105379034A (zh) * 2013-07-12 2016-03-02 佳能株式会社 表面发射激光器和光学相干断层扫描装置
CN105305228A (zh) * 2014-07-11 2016-02-03 佳能株式会社 表面发射激光器和光学干涉层析成像装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RICHARD J. BAGNELL: "Design and Characterization of Optically Pumped Vertical Cavity Surface Emitting Lasers", 《DTIC》 *

Also Published As

Publication number Publication date
TW202111308A (zh) 2021-03-16
CN112461507B (zh) 2023-04-18
US11482830B2 (en) 2022-10-25
TWI733579B (zh) 2021-07-11
US20210075185A1 (en) 2021-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102140789B1 (ko) 결정 품질 평가장치, 및 그것을 포함한 반도체 발광소자의 제조 장치 및 제조 방법
US7566579B2 (en) Method of fabricating semiconductor devices with a multi-role facilitation layer
US9410890B2 (en) Methods and apparatus for spectral luminescence measurement
US20110301892A1 (en) System and method for characterizing the electrical properties of a semiconductor sample
US7122391B2 (en) Wafer-level test structure for edge-emitting semiconductor lasers
US6943875B2 (en) Testing the frontside emission of bottom-emitting VCSELs
ATE478455T1 (de) Optoelektronischer schaltkreis mit einem photoempfänger und einer laserdiode und diesen umfassendes modul
CN112461507B (zh) 垂直腔表面发射激光器（vcsel）的测量方法及vcsel磊芯片测试治具
US20160282271A1 (en) Method for the Optical Characterization of an Optoelectronic Semiconductor Material and Device for Carrying Out the Method
CN113223992B (zh) 用于光学器件的测试设备
US20210193860A1 (en) Optoelectronic semiconductor device with first and second optoelectronic elements
Shi et al. Investigation of the carrier dynamic in GaN-based cascade green light-emitting diodes using the very fast electrical–optical pump–probe technique
De Koninck et al. GaAs nano-ridge laser diodes fully fabricated in a 300 mm CMOS pilot line
US20230350022A1 (en) Optoelectronic semiconductor device, optoelectronic semiconductor apparatus, method of operating the optoelectronic semiconductor device, and biosensor
Karandashev et al. On the Use of Indium Arsenide as the Waveguide Material in the Measurements by Attenuated Total Reflectance
US7012943B2 (en) Integration of amorphorous silicon transmit and receive structures with GaAs or InP processed devices
JP7141044B2 (ja) 膜厚測定方法
US20230125552A1 (en) Micro-led manufacturing device
TW201534900A (zh) 晶粒檢測方法
Rutz et al. Fabrication of InGaAs/InP single-photon avalanche diodes for SWIR active imaging
KR101541853B1 (ko) 발광소자 검사장치
KR20240014998A (ko) 비파괴적인 방법으로 수직공진구조물의 활성층의 피크 파장을 측정할 수 있는 방법 및 장치
Doerfel et al. Microreflectance inspection of diode laser front facets
KR20190003895A (ko) 발광소자 검사장치 및 이의 방법
Zakgeim et al. Emission distribution in GaInAsSb/GaSb flip-chip diodes

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant