CN116804697A - 激光器芯片的老化条件获取方法、系统及芯片筛选方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光器芯片的老化条件获取方法、系统及芯片筛选方法。其中激光器芯片的老化条件获取方法包括：根据不同的设定电流值，对激光器芯片进行分组；对每组激光器芯片进行升温老化试验，获取每个设定电流值下的极限温度；获取每个设定电流值下和极限温度下的加速因子；选取加速因子大于第一预设值的多组激光器芯片，基于其对应的极限温度和试验电流，进行老化试验及HTOL测试，获取失效比例和失效时间节点；将HTOL测试无失效且失效时间节点小于第二预设值的一组激光器芯片，其对应的试验电流和极限温度作为老化条件。该老化条件能有效筛选早期失效产品，以及不会因为应力过大而破坏产品，还能够得到合理的老化时间，提高老化试验的效率。

Description

激光器芯片的老化条件获取方法、系统及芯片筛选方法

技术领域

本发明涉及激光器芯片老化筛选技术领域，尤其涉及一种激光器芯片的老化条件获取方法、系统及芯片筛选方法。

背景技术

半导体激光器芯片的失效率随使用时间变化符合可靠性盆浴曲线所表征的一般规律，浴盆曲线是指产品从投入到报废为止的整个寿命周期内，其可靠性的变化呈现一定的规律，可靠性盆浴曲线具有明显的阶段性，失效率随使用时间变化分为三个阶段：早期失效期、偶然失效期和耗损失效期，激光器芯片交付使用前均需要经过100％老化筛选来剔除早期失效品，需要设计试验并根据试验得出合理的老化条件。

现有老化条件的给出一种是依赖于现有的经验，根据经验选择的老化条件并不完全准确，有可能会因为试验应力不足不能有效筛选早期失效产品或者出现应力过大情况对产品造成损伤。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

鉴于此，本发明提供的一种激光器芯片的老化条件获取方法、系统及芯片筛选方法，其中激光器芯片的老化条件获取，一方面能够得到合理的老化条件：极限温度和试验电流，能够有效筛选早期失效产品，同时还能够保证激光器芯片不会因为应力过大而被破坏，提高激光器芯片的长期可靠性；另一方面能够得到合理的老化时间，提高后续激光器芯片的生产效率。

具体而言，包括以下的技术方案：

本发明的第一方面的实施例，提供了一种激光器芯片的老化条件获取方法，所述老化条件获取方法包括以下步骤：

根据不同的设定电流值，对激光器芯片进行分组；

对每组所述激光器芯片进行升温老化试验，获取每个所述设定电流值下的极限温度；

获取每个所述设定电流值下和所述极限温度下的加速因子；

选取所述加速因子大于第一预设值的多组所述激光器芯片，基于多组所述激光器芯片对应的所述极限温度和试验电流，进行老化试验及HTOL测试，获取失效比例和失效时间节点；

将所述HTOL测试无失效且所述失效时间节点小于第二预设值的一组所述激光器芯片，其对应的所述试验电流和所述极限温度作为老化条件。

可选地，基于所述老化条件对所述激光器芯片进行筛选。

可选地，所述根据不同的设定电流值，对激光器芯片进行分组包括：

起始的所述设定电流值为80mA，终止的所述设定电流值为180mA，每间隔20mA为一组，将所述激光器芯片分为六组，其中，每组包括200至300个激光器芯片。

可选地，获取每个所述设定电流值下的极限温度包括：

基于所述升温老化试验，对每组所述激光器芯片的性能进行失效判定；

基于所述失效判定，统计在所述设定电流值下不同温度下每组所述激光器芯片的失效数量；

基于所述失效数量的允许极限值，获取每个所述设定电流值下的极限温度。

可选地，所述升温老化试验包括：

起始温度为50℃，每间隔24小时升温5℃，对同一温度下老化试验前和老化试验后的每组所述激光器芯片进行性能测试，并进行失效判定。

其中，所述失效判定包括：

所述升温老化试验时，同一温度下每组所述激光器芯片老化试验前和老化试验后的关键性能指标变化率均超过10％-20％，此时该所述激光器芯片判定为失效，其中，所述关键性能指标包括阈值、光功率和电压。

可选地，所述失效数量的允许极限值包括：

获取每组所述激光器芯片在同一所述设定电流值且不同温度下的失效情况，根据每组所述激光器芯片累积失效数量达到1/3，或在某一温度下新增失效数量超过每组所述激光器芯片总数量的1/4，作为该设定电流值条件下的所述极限温度，并终止试验不再升温。

可选地，根据Arrhenius模型和Coffin-Manson模型，获取每个所述设定电流值下和所述极限温度下的加速因子。

可选地，基于所述Arrhenius模型获取温度条件下的加速因子AF(t)，基于所述Coffin-Manson模型获取基于AF(I)，基于AF(t)和AF(I)的乘积获取每一个所述设定电流和所述极限温度下的加速因子。

可选地，所述试验电流为所述设定电流值的70％-90％，基于所述试验电流和所述极限温度进行100H-300H老化试验和2000H的HTOL测试；其中，失效时间节点为某一所述试验电流和所述极限温度条件下，最后一个所述激光器芯片失效的失效时间点。

本发明第二方面的实施例，提供了一种激光器芯片的老化条件获取系统，所述老化条件获取系统包括：

分组模块，根据不同的设定电流值，对激光器芯片进行分组；

极限温度模块，对每组所述激光器芯片进行升温老化试验，获取每个所述设定电流值下的极限温度；

加速因子模块，获取每个所述设定电流值下和所述极限温度下的加速因子；

失效比例和失效时间节点模块，选取所述加速因子大于第一预设值的多组所述激光器芯片，基于多组所述激光器芯片对应的所述极限温度和试验电流，进行老化试验及HTOL测试，获取失效比例和失效时间节点；

老化条件模块，将所述HTOL测试无失效且所述失效时间节点小于第二预设值的一组所述激光器芯片，其对应的所述试验电流和所述极限温度作为老化条件。

本发明第三方面的实施例，提供了一种芯片筛选方法，利用上述的激光器芯片的老化条件获取方法进行芯片筛选。

本发明实施例提供的激光器芯片的老化条件获取方法、系统及芯片筛选方法，其中激光器芯片的老化条件获取方法先对激光器芯片进行分组，并得到每组激光器芯片在设定电流值下的极限温度，根据设定电流值和极限温度获得加速因子，根据加速因子较大的多组激光器芯片，获得其对应的极限温度和试验电流，根据极限温度和试验电流，对每组激光器芯片进行老化试验和HTOL测试，得到失效比例和失效时间节点，把HTOL测试无失效且失效时间节点最小的一组激光器芯片，对应的极限温度和试验电流作为最优的老化条件，这样一方面根据失效比例能够得到应力不足无法筛选早期失效品的条件，同时还能够得到应力过大对激光器芯片造成损害的条件，提高激光器芯片的长期可靠性；另一方面根据HTOL测试无失效且失效时间节点最小的条件下得到的老化条件，能够得到合理的老化时间，提高后续激光器芯片的生产效率。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明的一个实施例的激光器芯片的老化条件获取方法的步骤流程图；

图2为根据本发明的一个实施例的获取设定电流值下的极限温度的步骤流程图；

图3为根据本发明的一个实施例的激光器芯片的老化条件获取系统的示意图。

附图标记说明：

100分组模块，200极限温度模块，300加速因子模块，400失效比例和失效时间节点模块，500老化条件模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在对本发明实施方式作进一步地详细描述之前，本发明实施例中所涉及的方位名词，如“上部”、“下部”、“侧部”并不具有限定本发明保护范围的意义。

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1为根据本发明的一个实施例的激光器芯片的老化条件获取方法的步骤流程图。

如图1所示，本发明的一个实施例提供了一种激光器芯片的老化条件获取方法，老化条件获取方法包括以下步骤：

步骤1，根据不同的设定电流值，对激光器芯片进行分组；

步骤2，对每组激光器芯片进行升温老化试验，获取每个设定电流值下的极限温度；

步骤3，获取每个设定电流值下和极限温度下的加速因子；

步骤4，选取加速因子大于第一预设值的多组激光器芯片，基于多组激光器芯片对应的极限温度和试验电流，进行老化试验及HTOL测试，获取失效比例和失效时间节点；

步骤5，将HTOL测试无失效且失效时间节点小于第二预设值的一组激光器芯片，其对应的试验电流和极限温度作为老化条件。

其中，将加速因子由大到小排列，根据第2、3或4位置对应的加速因子确定第一预设值，基于失效时间节点中的最小者确定第二预设值。通常选择加速因子最大的两组激光器芯片进行后续老化试验，能够提高试验的经济性。

激光器芯片的老化条件获取方法先对激光器芯片进行分组，并得到每组激光器芯片在设定电流值下的极限温度，根据设定电流值和极限温度获得加速因子，根据加速因子最大的多组激光器芯片，获得其对应的极限温度和试验电流，根据极限温度和试验电流(试验电流通常为设定电流的70％至90％)，对每组激光器芯片进行老化试验和HTOL测试，得到失效比例和失效时间节点，把HTOL测试无失效且失效时间节点最小的一组所述激光器芯片对应的极限温度和试验电流作为最优的老化条件，这样一方面根据失效比例能够得到应力不足无法筛选早期失效品的条件，同时还能够得到应力过大对激光器芯片造成损害的条件，提高激光器芯片的长期可靠性；另一方面根据HTOL测试无失效且失效时间节点最小的条件下得到的老化条件，能够得到合理的老化时间，提高后续激光器芯片的生产效率。

具体地，通过提高老化条件中的电流和温度，能够有效提高加速应力，根据加速应力得到激光器芯片的破坏上限条件，并留出足够的应力冗余(试验电流为设定电流的70％至90％)，在这个基础上进行老化条件的获取，还能够保证激光器芯片不会因为应力过大而被破坏，同时还能避免应力不足无法筛选早期失效的激光器芯片，在获取老化条件的过程中还能够得到老化时间，而不是根据经验获取老化时间，能够提高后续对激光器芯片老化试验的准确性和效率。

需要说明的是，根据该试验获取了最优老化条件，包括老化温度，老化电流，以及老化时间后，激光器芯片可以在该最优老化条件下直接进行试验，提高老化试验的效率和筛选激光器芯片的准确性。其中，HTOL为High temperature operating life test，高温工作寿命测试。

在一种可行的实施方式中，基于老化条件对激光器芯片进行筛选。

其中，根据上述老化条件，进行激光器芯片的筛选，可以确保HTOL失效比例降低至0.005％以内。需要说明的是，对待同一生产条件和生产工艺下生产的激光器，可以选择相同的老化条件进行筛选，当激光器芯片的生产条件和生产工艺发生改变时，需要重新获取该生产条件和生产工艺下的激光器芯片的老化条件。

在一种可行的实施方式中，根据不同的设定电流值，对激光器芯片进行分组包括：

起始的设定电流值为80mA，终止的设定电流值为180mA，每间隔20mA为一组，将激光器芯片分为六组，其中，每组包括200至300个激光器芯片。

需要说明的是，激光器芯片正常工作范围一般为0-80mA，故实验条件不能低于80mA；一般常温下，高于180mA会导致芯片直接受损故一般不高于180mA，若激光器芯片可承受180mA电流，此处可高于180mA，其中，以20mA为一组原则上是为了简化实验流程和降低成本，同时若间隔设置过小，加速因子差异会比较小，最终实验结果会比较接近，影响后续试验效果。

图2为根据本发明的一个实施例的获取设定电流值下的极限温度的步骤流程图。

在一种可行的实施方式中，如图2所示，获取每个设定电流值下的极限温度包括：

步骤201，基于升温老化试验，对每组激光器芯片的性能进行失效判定；

步骤202，基于失效判定，统计在设定电流值下不同温度下每组激光器芯片的失效数量；

步骤203，基于失效数量的允许极限值，获取每个设定电流值下的极限温度。

其中，对不同设定电流值下的每组激光器芯片均进行升温老化试验，并对升温前和升温后的每组激光芯片均进行性能测试，根据性能测试结果得到温度上升后每组激光芯片的失效数量，将这个失效数量跟允许极限值进行比较，当达到允许极限值的数量时，此时的温度作为该设定电流值下的极限温度。

在一种可行的实施方式中，升温老化试验包括：

起始温度为50℃，每间隔24小时升温5℃，对同一温度下老化试验前和老化试验后的每组激光器芯片进行性能测试，并进行失效判定；

其中，失效判定包括：

升温老化试验时，同一温度下每组激光器芯片老化试验前和老化试验后的关键性能指标变化率均超过10％-20％，此时该激光器芯片判定为失效，其中，关键性能指标包括阈值、光功率和电压。

需要说明的是，升温老化试验时采用步进式升温，即设定一个初始温度，此时对该设定电流值下的获取初始温度时激光器芯片的性能，然后经过24小时老化试验后，得到初始温度时的老化后激光器芯片性能，将温度升高5℃后，测试此温度时的激光器芯片性能，再经过24小时老化试验后，获取该温度下的老化试验后激光器芯片的性能，如此继续，然后对同一温度下，老化试验前后的激光器芯片的性能指标进行对比，当每个性能指标的变化超过10％至20％时，则在该温度下，激光器芯片失效了，其中，失效标准(性能指标的变化超过10％至20％)可以通过失效标准试验得到的。

更近一步地，本申请选择失效判定的关键性能指标包括阈值、光功率和电压，其中，激光器在有电流注入时，会产生特定波长的激光，但并不是施加任意大小的电流都会产生激光，光功率的大小与电流的关系，只有达到“一定电流”才会开始发光，这个开始发光的大电流点称之为阈值，因此激光器的固有特性中阈值、光功率和电压的变化，能够表明激光器内部是出现损伤、已经失效或者即将失效的相关特征，需要说明的是，性能指标变化超过10％至20％，是指老化试验后比老化试验前的性能指标高或低都在该范围内。

需要说明的是，本实施例中，由于激光器芯片正常使用的温度范围为-40℃至85℃，因此老化试验的初始温度选择85℃，能够提高老化试验的效率，通常选择5℃作为步进升温温度，一方面是加速因子中温度因素影响较大，故不宜设置过大，另一方面，考虑试验成本和复杂程度问题，将温度设置为5℃更为合理，老化试验的时间为24H更便于试验操作，老化试验时间设置为24小时，便于每天在同一时间进行测试，同时在不了解激光器芯片可靠性水平的情况下，老虎试验时间不宜太短，因此本申请中选择24小时作为同一温度时老化试验时间。

在一种可行的实施方式中，失效数量的允许极限值包括：

获取每组激光器芯片在同一设定电流值且不同温度下的失效情况，根据每组激光器芯片累积失效数量达到1/3，或在某一温度下新增失效数量超过每组激光器芯片总数量的1/4，作为该设定电流值条件下的极限温度，并终止试验不再升温。

其中，在老化试验中，当逐渐升温至某一温度时，该组的激光器芯片累积失效数量达到总数量的1/3，则该温度可以作为此设定电流值下的极限温度，或者当新增到某一温度时，在这个温度下老化试验前和老化试验后的激光器芯片失效数量达到总数量的1/4也可以判定为该温度为此设定电流值下的极限温度，当到达极限温度后，老化试验终止，不在对激光器芯片进行升温老化试验。

需要说明的是，当失效总数达到总体数量的1/3，或某一温度的失效数量达到总数量的1/4，通常这时候会出现大批量的激光器芯片失效，因此通过长期的经验得到这两个数值，作为判定失效数量是否达到极限温度的标准。

在一种可行的实施方式中，根据Arrhenius模型和Coffin-Manson模型，获取每个设定电流值下和极限温度下的加速因子。

其中，提高老化条件中的电流和温度，能够有效提高加速应力，可以由Arrhenius模型和Coffin-Manson模型体现。

在一种可行的实施方式中，基于Arrhenius模型获取温度条件下的加速因子AF(t)，基于Coffin-Manson模型获取基于AF(I)，基于AF(t)和AF(I)的乘积获取每一个设定电流和所述极限温度下的加速因子。

Arrhenius模型：

式中，AF(t)为温度条件下的加速因子；Ea为激活能，为常数通常选0.4kJ/mol；K为玻尔兹曼常数，K＝1.380649×10^-23；Tu是使用条件下非加速状态下的温度值；Ts是测试条件下加速状态下的温度值。

Coffin-Manson模型：

式中，AF(I)为电流条件下的加速因子；Iu是使用条件下非加速状态下的电流值；Is是测试条件下加速状态下的电流值；N是常数，N＝2。

最终加速因子AF＝AF(t)×AF(I)......(3)。

其中，Tu、Iu可以任意选择，在一次实验中只需要保持是同一值即可，可以是任意值，只需在一次试验中保持同一值即可。

需要说明的是，加速因子是加速应力下产品某种寿命特征值与正常应力下寿命特征值的比值，加速因子反应加速寿命试验中某加速应力水平的加速效果，在本试验中，也可以用于表征应力大小，选择加速因子大的作为后续试验基础条件，能够使早期失效品的失效节点缩短，避免出现应力不足导致产品老化使所需老化时间较长的问题。

在一种可行的实施方式中，试验电流为设定电流值的70％-90％，基于试验电流和极限温度进行100H-300H老化试验和2000H的HTOL测试。

其中，将试验电流调整为设定电流值的70％-90％，为应力留出冗余空间，这样在这个基础上进行老化条件的获取，还能够保证激光器芯片不会因为应力过大而被破坏，使得获取的老化条件更准确。更近一步地，留出10％-30％的应力冗余，能够避免激光器芯片在老化试验时直接受损。

需要说明的是，后续激光芯片的老化试验时，根据最后最优老化条件中的试验电流可以获得最终留取多少的应力冗余。

需要说明的是，100H-300H老化试验能够用于判断是否存在过应力，尤其当应力值稍微超出工作极限的情况下，需要时间才能看出存在的问题，因此在选取最优老化条件时需要较长的老化试验时间，2000H的HTOL测试适于行业标准，在此不再赘述。

更近一步地，当获取完最优老化条件后，后续对激光器芯片在最优老化条件下进行老化试验，此时不需要额外进行HTOL测试，HTOL测试仅是在选取最优老化条件时，能够证明经过该最优老化条件后的激光器芯片具有良好的使用稳定性。

在一种可行的实施方式中，失效时间节点为某一试验电流和极限温度条件下，最后一个激光器芯片失效的失效时间点。

其中，最后一个芯片失效后长时间没有失效芯片，一方面说明该条件下的极限温度和试验电流为合适的老化条件，另一方面得到最后一个激光器芯片失效时间后，则等于知道了后续老化试验的需要的老化时间，而不是根据经验获取老化时间，能够提高后续对激光器芯片老化试验的准确性和效率。

本发明的另一个实施例提供了一种激光器芯片的老化条件获取系统，老化条件获取系统包括：

分组模块100，根据不同的设定电流值，对激光器芯片进行分组；

极限温度模块200，对每组激光器芯片进行升温老化试验，获取每个设定电流值下的极限温度；

加速因子模块300，获取每个设定电流值下和极限温度下的加速因子；

失效比例和失效时间节点模块400，选取加速因子大于第一预设值的多组激光器芯片，基于多组激光器芯片对应的极限温度和试验电流，进行老化试验及HTOL测试，获取失效比例和失效时间节点；

老化条件模块500，将HTOL测试无失效且失效时间节点第二预设值的一组激光器芯片，其对应的试验电流和极限温度作为老化条件。

其中，将加速因子由大到小排列，根据第2、3或4位置对应的加速因子确定第一预设值，基于失效时间节点中的最小者确定第二预设值，通常选择加速因子最大的两组激光器芯片进行后续老化试验，能够提高试验的经济性。通过老化条件获取系统能够用于实现上述的激光器芯片的老化条件获取方法，因此具有上述激光器芯片的老化条件获取方法所有有益效果。

具体地，分组模块100中，根据不同的设定电流，将激光器芯片进行分组；极限温度模块200中，对每一组激光器芯片均进行升温老化试验，通常采用步进式升温模式，同一个温度下对老化试验前和老化试验后的激光器芯片的性能进行测试，并进行比较，然后升温后，对该温度下老化试验前和老鼠试验后的激光器芯片的性能进行测试，并进行比较，如此继续，当同一温度下，老化试验前和老化试验后的性能指标变化率超过10％-20％时，则认定为该件激光机芯片失效，当不同温度下累积失效的数量达到1/3或者某一温度下失效数量超过1/4则认定为达到失效数量的允许极限值，此时所在的温度为极限温度；加速因子模块300中，基于Arrhenius模型和Coffin-Manson模型，将极限温度和设定电流值带入该模型中，获得加速因子；失效比例和失效时间节点模块400中，选择加速因子最大的几组(通常两组)激光器芯片继续试验，此时将试验电流调整为设定电流的70％-80％，温度仍然选择极限温度，然后进行100H-300H老化试验及2000H HTOL测试，在此过程中记录失效比例(失效数量)和失效时间节点；老化条件模块500中，选择HTOL测试无失效且失效时间节点最小的一组激光器芯片，该组激光器芯片对应的试验电流和极限温度，则为最优老化条件，同时失效时间节点最小的时间即为老化时间。在后续试验时直接对待检测激光器芯片施加该极限温度和试验电流，进行其所对应的老化时间，对激光器芯片中老化失效的芯片进行筛选，能够保证后续客户使用的激光器芯片的工作时间和工作稳定性。

本发明的又一个实施例提供了一种芯片筛选方法，利用上述的激光器芯片的老化条件获取方法进行芯片筛选。

通过本申请获取到的老化条件，进行激光器芯片的筛选，可以确保HTOL失效比例降低至0.005％以内。

本发明的再一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储一个或多个程序，一个或多个程序被用于处理上述的激光器芯片的老化条件获取方法的步骤。

实施例

根据本申请的激光器芯片的老化条件获取方法进行试验，以下列数据进行说明。

本实施例中将激光器芯片按80mA组、100mA组、120mA组，140mA组、160mA组和180mA组分成六组，并对该六组的激光器芯片分别进行老化升温试验，如先选取50℃为初始温度，先对80mA组的激光器芯片进行老化，并对老化前后均进行性能测试，通常老化24小时候，升温5℃，对55℃，80mA条件下，老化试验前后的性能进行测试，如此继续，对每一组芯片都做这样的性能测试和记录，直至各组电流条件下，不同温度时激光器芯片失效的数量达到该组总数量的1/3或者再某一温度时激光器芯片失效的数量达到该组总数量的1/4时，老化试验结束，将此时的温度记录为极限温度，其中，当老化试验后与老化试验前的性能变化率超过(高于或低于)10％-20％，则判定该激光器芯片失效；最后根据不同的电流值和其对应的极限温度，带入Arrhenius模型和Coffin-Manson模型，得到每一个电流值所对应的加速因子，试验数据记录如表1所示。

表1设定电流值下对应的极限温度和加速因子

设定电流

80mA

100mA

120mA

140mA

160mA

180mA

极限温度

120℃

115℃

115℃

110℃

100℃

85℃

加速因子

91

128

212

299

356

348

本实施例中，加速因子通过公式(1)至公式(3)获取，其中，公式(1)中Tu为50℃，Ts分别为极限温度，公式(2)中Iu为40mA，Is分别为设定电流，获取最终加速因子，选取加速因子最大的两组激光器芯片进行后续试验，也即100℃，160mA和85℃，180mA的两组激光器芯片继续试验。此时给应力流出冗余，将设定电流调整为试验电流，试验电流为设定电流的70％-90％范围内，在试验电流和极限温度的条件下进行100H-300H老化试验和2000H的HTOL测试，得到老化数量，老化时间和HTOL失效率的表格统计，本实施例中每组包括256个激光器芯片，如表2和表3所示。

表2老化数量和HTOL失效率

表3老化失效节点(老化时间)

通常激光器芯片会在其规格范围内工作，本实施例寻求的老化条件实际为找到激光器芯片的工作极限，应力过大即为超过工作极限靠近破坏极限，从而表现为短期失效数量增加，长期工作会有新增失效，如表3中100℃下130mA和140mA，以及85℃下的150mA；应力不足会表现为早起失效产品不能集中在短时间内失效，会在较长的一段时间内持续新增，如表3中85℃下的130mA。

通过表2可以选择HTOL测试无失效的100℃下的120mA和130mA，以及85℃下的140mA作为老化条件的优选条件之一。再通过表3可见100℃，130mA时，在144H-168H时还有一个失效，因此可以判定该条件会出现应力过大而对激光器芯片造成损害，因此不是最优老化条件，85℃，140mA时，最后一个失效的激光器芯片在36H，而100℃，120mA条件时最后一个失效的激光器芯片在12H以内，因此可以判定100℃，120mA是最优老化条件，在该条件下通常老化试验12H就能够有效筛选激光器芯片。

需要说明的是，我们确定该激光器芯片的老化条件(温度、电流、时间)以后，该型号(结构、工艺一致)量产使用该方案。当激光器芯片的结构、工艺条件变化时，都需要重新进行试验，确定新的最优老化条件。

在本发明中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光器芯片的老化条件获取方法，其特征在于，所述老化条件获取方法包括以下步骤：

根据不同的设定电流值，对激光器芯片进行分组；

对每组所述激光器芯片进行升温老化试验，获取每个所述设定电流值下的极限温度；

获取每个所述设定电流值下和所述极限温度下的加速因子；

选取所述加速因子大于第一预设值的多组所述激光器芯片，基于多组所述激光器芯片对应的所述极限温度和试验电流，进行老化试验及HTOL测试，获取失效比例和失效时间节点；

将所述HTOL测试无失效且所述失效时间节点小于第二预设值的一组所述激光器芯片，其对应的所述试验电流和所述极限温度作为老化条件。

2.根据权利要求1所述的激光器芯片的老化条件获取方法，其特征在于，基于所述老化条件对所述激光器芯片进行筛选。

3.根据权利要求1所述的激光器芯片的老化条件获取方法，其特征在于，所述根据不同的设定电流值，对激光器芯片进行分组包括：

起始的所述设定电流值为80mA，终止的所述设定电流值为180mA，每间隔20mA为一组，将所述激光器芯片分为六组，其中，每组包括200至300个激光器芯片。

4.根据权利要求1所述的激光器芯片的老化条件获取方法，其特征在于，获取每个所述设定电流值下的极限温度包括：

基于所述升温老化试验，对每组所述激光器芯片的性能进行失效判定；

基于所述失效判定，统计在所述设定电流值下不同温度下每组所述激光器芯片的失效数量；

基于所述失效数量的允许极限值，获取每个所述设定电流值下的极限温度。

5.根据权利要求4所述的激光器芯片的老化条件获取方法，其特征在于，所述升温老化试验包括：

起始温度为50℃，每间隔24小时升温5℃，对同一温度下老化试验前和老化试验后的每组所述激光器芯片进行性能测试，并进行失效判定；

其中，所述失效判定包括：

所述升温老化试验时，同一温度下每组所述激光器芯片老化试验前和老化试验后的关键性能指标变化率均超过10％-20％，此时该所述激光器芯片判定为失效，其中，所述关键性能指标包括阈值、光功率和电压。

6.根据权利要求4所述的激光器芯片的老化条件获取方法，其特征在于，所述失效数量的允许极限值包括：

获取每组所述激光器芯片在同一所述设定电流值且不同温度下的失效情况，根据每组所述激光器芯片累积失效数量达到1/3，或在某一温度下新增失效数量超过每组所述激光器芯片总数量的1/4，作为该设定电流值条件下的所述极限温度，并终止试验不再升温。

7.根据权利要求1所述的激光器芯片的老化条件获取方法，其特征在于，根据Arrhenius模型和Coffin-Manson模型，获取每个所述设定电流值下和所述极限温度下的加速因子；

基于所述Arrhenius模型获取温度条件下的加速因子AF(t)，基于所述Coffin-Manson模型获取基于AF(I)，基于AF(t)和AF(I)的乘积获取每一个所述设定电流和所述极限温度下的加速因子。

8.根据权利要求1所述的激光器芯片的老化条件获取方法，其特征在于，所述试验电流为所述设定电流值的70％-90％，基于所述试验电流和所述极限温度进行100H-300H老化试验和2000H的HTOL测试；其中，失效时间节点为某一所述试验电流和所述极限温度条件下，最后一个所述激光器芯片失效的失效时间点。

9.一种激光器芯片的老化条件获取系统，其特征在于，所述老化条件获取系统包括：

分组模块，根据不同的设定电流值，对激光器芯片进行分组；

极限温度模块，对每组所述激光器芯片进行升温老化试验，获取每个所述设定电流值下的极限温度；

加速因子模块，获取每个所述设定电流值下和所述极限温度下的加速因子；

失效比例和失效时间节点模块，选取所述加速因子大于第一预设值的多组所述激光器芯片，基于多组所述激光器芯片对应的所述极限温度和试验电流，进行老化试验及HTOL测试，获取失效比例和失效时间节点；

老化条件模块，将所述HTOL测试无失效且所述失效时间节点小于第二预设值的一组所述激光器芯片，其对应的所述试验电流和所述极限温度作为老化条件。

10.一种芯片筛选方法，其特征在于，利用权利要求1至8中任一项所述的激光器芯片的老化条件获取方法进行芯片筛选。