VCSEL ( عمودي سطح تجويف انبعاث الليزر ) الفوقي رقاقة هو الركيزة الأساسية VCSEL تصنيع رقاقة . بالنسبة للمبتدئ ، دون الخوض في نظرية النمو الفوقي المعقدة ، والاستيلاء على الخصائص الرئيسية التالية ، يمكننا بسرعة إنشاءVCSEL الفوقي رقاقةجوهر الإدراك .

الهيكل الأساسي : عمودي تجويف

السمة الأساسية VCSEL الفوقي رقاقة هو عمودي مكدسة تجويف طنان هيكل ، الذي هو أيضا الفرق الأساسي بين VCSEL الفوقي رقاقة التقليدية مع حافة انبعاث الليزر . هيكل يتكون أساسا من ثلاثة أجزاء مكدسة رأسيا ، وسمك كل طبقة ومكوناتها يتم التحكم بدقة :

توزيع براج عاكسات ( دبر ) : متعدد الطبقات مواد أشباه الموصلات مع مختلف مؤشرات الانكسار نمت بالتناوب ، أي ما يعادل " مرآة البصرية " ، يمكن أن تحد من انعكاس الضوء في تجويف مرارا وتكرارا ، على شكل ليزر التذبذب . دبر الانعكاس يؤثر بشكل مباشر على كفاءة الانتاج من الليزر ، دبر الانعكاس من جودة عالية رقاقة يجب أن تصل إلى أكثر من 99 ٪ .

المنطقة النشطة : تقع بين العلوي والسفلي دبر ، هو " المنطقة الأساسية التي تنتج الليزر " ، وعادة ما تستخدم متعدد الكم جيدا ( mqw ) الهيكل . الطول الموجي الانبعاثات ( 850nm 940nm , الخ ) و كثافة الطاقة الضوئية VCSEL تتحدد طبقة سمك و تكوين المواد ( على سبيل المثال ، InGaAs / الغاليوم ) .

الحد من طبقة و طبقة الاتصال : الحد من طبقة تستخدم للحد من الناقل و مجال الضوء ، وتحسين كفاءة مضيئة . طبقة الاتصال يمكن أن توفر الموصلية جيدة بعد إعداد الكهربائي ، المنشطات التركيز والتوحيد يمكن أن تؤثر على الخصائص الكهربائية رقاقة .

الخصائص الرئيسية : أداء الأجهزة المرتبطة مباشرة

خصائص الأداء من الفوقي رقاقة هي الأساس الفطري بعد تصنيع رقاقة .

الطول الموجي التوحيد : VCSEL الانبعاثات الطول الموجي الانحراف في مواقع مختلفة على نفس رقاقة يجب أن يكون الحد الأدنى ( عادة أقل من ± 2 نانومتر ) . إذا كان الطول الموجي التوحيد ليست جيدة بما فيه الكفاية ، فإنه سوف يؤدي إلى عدم الاتساق في الأداء في الإنتاج الضخم . هذه الخاصية هي التي تحدد درجة الحرارة وتدفق الغاز التوحيد في عملية النمو الفوقي .

ضوء كفاءة الانتاج : يعتمد أساسا على كفاءة الكم من المنطقة النشطة و دبر انعكاس الكفاءة . عالية الكفاءة رقاقة الفوقي يمكن أن تجعل VCSEL الناتج أعلى من الطاقة الضوئية في انخفاض محرك الأقراص الحالي ، والحد من استهلاك الطاقة ، والحد من رقاقة التدفئة ، وتحسين الموثوقية . في هذه الصناعة ، عالية الجودة رقاقة الفوقي المقابلة رقاقة ضوء كفاءة الانتاج يمكن أن تصل إلى أكثر من 30 ٪ .

الكريستال الجودة : مع " كثافة الانخلاعات " باعتبارها جوهر المؤشر ، خلع هو العيب الذي ينتج في عملية نمو البلورات ، مثل " النجاسة " التقاط الناقل ، مما أدى إلى انخفاض الطاقة الضوئية ، وتقصير عمر . جودة عاليةVCSEL الفوقي رقاقةمن أجل ضمان موثوقية على المدى الطويل من رقاقة ( خدمة الحياة عادة ما يتطلب أكثر من 100 ، 000 ساعة ) ، كثافة الانخلاعات

مطابقة خصائص العملية والتطبيقات : مطابقة متطلبات الإنتاج و المشهد

بالإضافة إلى البنية الأساسية والأداء ، عملية التوافق و المشهد مطابقة رقائق الفوقي هي أيضا حاسمة ، والتي تؤثر بشكل مباشر على كفاءة الإنتاج وتطبيق النتائج :

رقاقة الحجم والتسطيح : التيار الرئيسي هو حجم 4 بوصة ، 6 بوصة ، أكبر حجم ( على سبيل المثال ، 8 بوصة ) يمكن أن تزيد من إنتاج رقاقة واحدة ، وخفض تكلفة الوحدة . وفي الوقت نفسه ، التسطيح ( انفتال عادة أقل من أو يساوي 50 ميكرون ) من رقاقة سوف تؤثر على دقة الطباعة الحجرية والحفر ، وبالتالي تجنب انخفاض العائد من رقاقة .

المنشطات التوحيد : تركيز يستعمل كعامل إشابة من الفوقي طبقة ( على سبيل المثال ، ن ، ف نوع المنشطات دبر طبقة ) التوحيد ، سوف تؤثر على رقاقة عتبة الجهد الحالي الاتساق . إذا كانت المنشطات ليست موحدة ، بعض الرقائق قد تواجه مشاكل مثل الإفراط في القيادة الحالية ، تدفئة خطيرة ، وما إلى ذلك ، مما يزيد من تكلفة الفرز .

تطبيق المشهد المناسب : خصائص VCSEL الفوقي رقاقة مختلفة في مختلف السيناريوهات . على سبيل المثال ، الالكترونيات الاستهلاكية ( على سبيل المثال ، التعرف على الوجه ) رقائق تحتاج إلى التركيز على استقرار الطول الموجي والتكلفة المنخفضة . رقاقة الاستشعار الصناعية يحتاج إلى تعزيز الموثوقية في درجة حرارة عالية . الاتصالات البصرية رقاقة لديها متطلبات أعلى كفاءة الانتاج و تعديل السرعة .

مفتاح تذكير المبتدئ

- رقاقة الفوقي هو " فطرية " الخصائص ، بعد عملية رقاقة من الصعب علاج العيوب الخلقية ، واختيار المؤشرات الأساسية ينبغي أن تعطى الأولوية لتحديد ما إذا كانت مطابقة الطلب ؛

- مختلف تقنيات النمو الفوقي ( على سبيل المثال ، MOCVD ، مبي ) يمكن أن تؤثر على خصائص رقاقة .

- التركيز على الطول الموجي التوحيد ، كثافة الانخلاعات وغيرها من تقارير الاختبار الرئيسية عند القبول ، وذلك لتجنب عدم تحقيق الأهداف التي تؤثر على متابعة الإنتاج .