半导体激光芯片失效分析方法技术

本申请公开了一种半导体激光芯片失效分析方法。其中，所述方法包括：去除半导体激光芯片的衬底，直至露出所述半导体激光芯片的外延层；通过显微镜的暗场模式观察所述外延层，分析得出失效部位。由于无需专门设备，仅使用显微镜即可解决激光芯片失效模式分析问题，从而降低了高功率半导体激光芯片失效分析成本；并且，显微镜是常用工具，不像专门设备，操作简单，无需专业技术人员即可操作，降低了高功率半导体激光芯片失效的门槛。并且，通过显微镜的暗场模式来直接观察所述外延层，保持了对失效区域高质量的成像，对推动高功率半导体激光芯片各项性能指标的研究有重要作用。芯片各项性能指标的研究有重要作用。芯片各项性能指标的研究有重要作用。

【技术实现步骤摘要】
半导体激光芯片失效分析方法


[0001]本申请涉及半导体激光
，特别是涉及一种半导体激光芯片失效分析方法。

技术介绍

[0002]高功率半导体激光芯片由于具有体积小、寿命长、波长范围广、光功率密度高和电光转化效率高等一系列优点。在激光泵浦、材料加工、激光显示、医疗美容、激光测距和激光雷达领域都有重要应用，已是光电领域核心基础芯片之一。
[0003]为了不断提高高功率半导体激光芯片光束质量、出光功率和可靠性等各项性能指标，对失效芯片的失效模式分析和失效机理研究是重要的研究课题。
[0004]高功率半导体激光芯片较常见的失效模式是光学灾变损伤(COD)，COD一般主要包括光学灾变镜面损伤(COMD)和光学灾变材料体损伤(COBD)。部分COMD和COBD无法通过芯片外观检查来确认。现有的该种失效分析一般会借助专门失效分析设备进行分析，如微区电致发光图像(EL mapping)、电子束诱导感生电流(EBIC)、光致发光图像(PL)等。然而，这些设备的造价很高，提高了研究高功率半导体激光芯片的成本及研究门槛。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种半导体激光芯片失效分析方法，不需要使用专门失效分析设备进行分析，降低了分析成本。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种半导体激光芯片失效分析方法，所述方法包括：去除半导体激光芯片的衬底，直至露出所述半导体激光芯片的外延层；通过显微镜的暗场模式观察所述外延层，分析得出失效部位。
[0007]其中，所述去除半导体激光芯片的衬底，直至露出所述半导体激光芯片的外延层，包括：将所述衬底进行蚀刻处理。
[0008]其中，在所述将所述衬底进行蚀刻处理之前，还包括：将所述衬底进行预处理至预设的厚度。
[0009]其中，在所述将所述衬底进行蚀刻处理之前，还包括：对所述预处理后的衬底进行调节至任意位置的厚度均相同。
[0010]其中，在所述对所述预处理后的衬底进行调节至任意位置的厚度均相同中，包括：将所述预处理后的衬底的厚度进行分析，获得最小厚度及各处与最小厚度的厚度差；对所述预处理后的衬底存在厚度差的表面处进行研磨、抛光、或研磨和抛光处理，直至所述衬底任意位置的厚度均与最小厚度相同。
[0011]其中，在所述对所述预处理后的衬底进行调节至任意位置的厚度均相同中，包括：对所述预处理后的衬底的表面进行平面度检测；根据所述平面度检测的结果，对所述预处理后的衬底的表面进行研磨、抛光、或研磨和抛光处理，直至所述衬底任意位置的厚度均与最小厚度相同。
[0012]其中，在所述将所述衬底进行预处理至预设的厚度中，包括：将所述衬底进行研磨、抛光、或研磨和抛光处理，直至所述衬底的厚度至预设厚度。
[0013]其中，所述研磨处理包括：使所述衬底的表面在研磨盘上做圆周运动。
[0014]其中，所述抛光处理包括：使所述衬底的表面在抛光盘上做圆周运动。
[0015]其中，在所述去除半导体激光芯片的衬底，直至露出所述半导体激光芯片的外延层之前，还包括：去除所述半导体激光芯片的n面电极引线和n面金属电极。
[0016]其中，所述去除半导体激光芯片n面金属电极，包括：通过研磨去除所述半导体激光芯片n面金属电极。
[0017]其中，所述通过显微镜的暗场模式观察所述外延层，分析得出失效部位，包括：通过金相显微镜的摄像头在屏幕上对所述外延层成像；通过调节所述金相显微镜的光强和焦距，以得到所述外延层的图像；检查所述外延层的图像，分析得出失效部位。
[0018]本申请的有益效果是：本申请采用了去除半导体激光芯片的衬底，通过显微镜的暗场模式来观察所述外延层，以此分析得出失效部位的方法。由于无需专门设备，仅使用显微镜即可解决激光芯片失效模式分析问题，从而降低了高功率半导体激光芯片失效分析成本；并且，显微镜是常用工具，不像专门设备，操作简单，无需专业技术人员即可操作，降低了高功率半导体激光芯片失效的门槛。并且，通过显微镜的暗场模式来直接观察所述外延层，保持了对失效区域高质量的成像，对推动高功率半导体激光芯片各项性能指标的研究有重要作用。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明专利技术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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
[0020]图1是本申请提供的半导体激光芯片封装组件的正视图；
[0021]图2是本申请提供的半导体激光芯片封装组件的俯视图；
[0022]图3是本申请提供的半导体激光芯片结构示意图；
[0023]图4是本申请提供的半导体激光芯片失效分析方法一实施例的流程图；
[0024]图5是本申请提供的半导体激光芯片失效分析方法二实施例的流程图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0026]实施例一
[0027]请参阅图1至图4，图1是半导体激光芯片封装组件的正视图；图2是半导体激光芯片封装组件的俯视图；图3是半导体激光芯片结构示意图。
[0028]具体来说，请参阅图1至图3，半导体激光芯片202包括依次层叠设置的p面金属电
极301、激光芯片外延层302、激光芯片衬底303、n面金属电极304。
[0029]图4是本申请半导体激光芯片202失效分析方法的第一实施方式示意图。本申请提供的半导体激光芯片202失效分析方法，用于对半导体激光芯片202进行失效分析，特别是对倒装封装的半导体激光芯片202失效进行分析。
[0030]请参阅图4，本申请提供的对于上述半导体激光芯片202的失效分析包括如下步骤：
[0031]S11：去除半导体激光芯片202的衬底303，直至露出所述半导体激光芯片202的外延层302。
[0032]由于外延层302是半导体激光芯片202的核心，是决定芯片性能和成品率的关键。半导体激光芯片202中的外延层302的光强最强，且半导体激光芯片202首先失效的是光强最强的地方，即外延层302是最主要的失效部位。因此，半导体激光芯片202失效，多数是由于外延层302，特别是外延层302的其中某个部位失效。基于此，本方法即是通过分析外延层302来分析半导体激光芯片202失效的原因。根据半导体激光芯片202的结构来看，外延层302并不是直接裸露在外的。因此，需要进行处理而露出外延层302。然而，由于p面金属电极301是一层厚度很薄的金属，如果选择去除p面金属电极301而露出外延层302极易不小心损伤外延层302。一般来说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光芯片失效分析方法，其特征在于，所述方法包括：去除半导体激光芯片的衬底，直至露出所述半导体激光芯片的外延层；通过显微镜的暗场模式观察所述外延层，分析得出失效部位。2.根据权利要求1所述的失效分析方法，其特征在于，所述去除半导体激光芯片的衬底，直至露出所述半导体激光芯片的外延层，包括：将所述衬底进行蚀刻处理。3.根据权利要求2所述的失效分析方法，其特征在于，在所述将所述衬底进行蚀刻处理之前，还包括：将所述衬底进行预处理至预设的厚度。4.根据权利要求3所述的失效分析方法，其特征在于，在所述将所述衬底进行蚀刻处理之前，还包括：对所述预处理后的衬底进行调节至任意位置的厚度均相同。5.根据权利要求4所述的失效分析方法，其特征在于，在所述对所述预处理后的衬底进行调节至任意位置的厚度均相同中，包括：将所述预处理后的衬底的厚度进行分析，获得最小厚度及各处与最小厚度的厚度差；对所述预处理后的衬底存在厚度差的表面处进行研磨、抛光、或研磨和抛光处理，直至所述衬底任意位置的厚度均与最小厚度相同。6.根据权利要求4所述的失效分析方法，其特征在于，在所述对所述预处理后的衬底进行调节至任意位置的厚度均相同中，包括：对所述预处理后的衬底的表面进行平面度检测；根据所述平面度检测的结果，对所述预处理后的衬底的表面进行研...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪卫敏，吴淑娟，何晋国，胡海，
申请(专利权)人：深圳瑞波光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：