專利名稱：半導(dǎo)體激光器件制造方法和半導(dǎo)體激光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體激光器件制造方法以及一種半導(dǎo)體激光器件。
背景技術(shù)：
如圖13所示，常規(guī)的半導(dǎo)體激光器件制造方法包括第一檢查步驟S101、安裝步驟S102、老煉步驟(burn-in step)或老化步驟(aging step)S103以及第二檢查步驟S104(參見JP 4-184175A)。
在第一檢查步驟S101，檢查半導(dǎo)體激光器芯片的閾值電流值。更具體地，如圖14所示，在室溫的環(huán)境溫度(大約25℃)下每隔1ms從半導(dǎo)體激光器芯片通過持續(xù)1μs的150mA的脈沖電流。然后，如圖15所示，判斷半導(dǎo)體激光器芯片的光輸出和電流特性，以判定閾值電流Ith和驅(qū)動(dòng)電流Iop。然后，通過標(biāo)準(zhǔn)篩選半導(dǎo)體激光器芯片，所述標(biāo)準(zhǔn)為如果半導(dǎo)體激光器芯片的閾值電流Ith和驅(qū)動(dòng)電流Iop分別等于或低于指定值，則判定半導(dǎo)體激光器芯片為合格品，如果其閾值電流Ith或驅(qū)動(dòng)電流Iop超過指定值，則判定半導(dǎo)體激光器芯片為不合格品。
在安裝步驟S102，將進(jìn)行過第一檢查步驟S101的半導(dǎo)體激光器芯片安裝到封裝上。
在老化步驟S103，將已安裝的半導(dǎo)體激光器芯片在70℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行通電，該溫度不高于儲(chǔ)存溫度，使得半導(dǎo)體激光器芯片的驅(qū)動(dòng)電流得到穩(wěn)定。更具體地，如圖16所示，在70℃的環(huán)境溫度下驅(qū)動(dòng)電流Iop流過半導(dǎo)體激光器芯片，使得半導(dǎo)體激光器芯片的光輸出成為100mW?？v軸代表驅(qū)動(dòng)電流Iop，而橫軸代表通電時(shí)間。
如圖16所示，在開始通電之后半導(dǎo)體激光器芯片的驅(qū)動(dòng)電流增加一次，然后減小，接近一特定值。驅(qū)動(dòng)電流增大的狀態(tài)被稱為降級(jí)現(xiàn)象(degradationphenomenon)，而驅(qū)動(dòng)電流減小的狀態(tài)被稱為升級(jí)現(xiàn)象(upgradephenomenon)。
這樣，在老化步驟S103中，在半導(dǎo)體激光器芯片升級(jí)到某種程度以達(dá)到半導(dǎo)體激光器芯片驅(qū)動(dòng)電流的穩(wěn)定期間，如果半導(dǎo)體激光器芯片沒有升級(jí)而是降級(jí)了，則將其作為不合格品拋棄。
在第二檢查步驟S104，像在第一檢查步驟S101中那樣，檢查半導(dǎo)體激光器芯片的閾值電流Ith和驅(qū)動(dòng)電流Iop。
然而，對(duì)于這種常規(guī)的半導(dǎo)體激光器芯片的制造方法，在老化步驟S103中，需要大約10到20小時(shí)的長時(shí)間以使半導(dǎo)體激光器芯片的驅(qū)動(dòng)電流得到穩(wěn)定。
而且，老化步驟(老煉步驟)S103是在安裝步驟S102之后首次執(zhí)行的，而第二檢查步驟S104在其后執(zhí)行。因此，在遇到不合格品的時(shí)候，不僅是半導(dǎo)體激光器芯片，而且連同封裝或系統(tǒng)等都將不可避免地被拋棄。這將導(dǎo)致廢棄零部件增多，帶來諸如半導(dǎo)體激光器件成本更高且成品率更差等問題。
此外，安裝步驟S102之后的老化步驟(老煉步驟)S103耗時(shí)約10到20小時(shí)，導(dǎo)致了更差的生產(chǎn)量。因此，現(xiàn)實(shí)的情況是，考慮到制造成本，已經(jīng)升級(jí)到尚未發(fā)生重大問題程度的半導(dǎo)體激光器件將被作為合格品送貨。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種半導(dǎo)體激光器件制造方法，該方法能夠以高產(chǎn)量、低成本和良好的成品率制造沒有驅(qū)動(dòng)電流變化的半導(dǎo)體激光器件，本發(fā)明的目的還在于提供一種低成本的沒有特性變化的半導(dǎo)體激光器件。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種半導(dǎo)體激光器件制造方法，包括第一老化步驟，用于在不低于儲(chǔ)存溫度的設(shè)定環(huán)境溫度(set atmospherictemperature)下使直流電流流過半導(dǎo)體激光器芯片一設(shè)定時(shí)間(set timeperiod)；以及安裝步驟，用于安裝已經(jīng)進(jìn)行過第一老化步驟的半導(dǎo)體激光器芯片。
這里要注意，儲(chǔ)存溫度是指半導(dǎo)體激光器件能夠沒有任何故障地被保存的環(huán)境溫度。儲(chǔ)存溫度的最大值舉例來說是大約150℃。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件制造方法，由于第一老化步驟是在安裝前的半導(dǎo)體激光器芯片上執(zhí)行的，因此能夠改善安裝前的半導(dǎo)體激光器芯片的諸如閾值電流和驅(qū)動(dòng)電流減小的電特性。從而能夠減少安裝半導(dǎo)體激光器芯片之后的不合格品的數(shù)量，能夠減少廢棄零部件。這樣，能夠以好的成品率制造驅(qū)動(dòng)電流沒有變化的半導(dǎo)體激光器件。而且，能夠縮短或省去在安裝后的半導(dǎo)體激光器芯片上執(zhí)行任何其他老化步驟所需的時(shí)間，從而使高產(chǎn)量、低成本地制造半導(dǎo)體激光器件成為可能。
在一個(gè)實(shí)施例中，如此設(shè)定所述設(shè)定環(huán)境溫度和所述設(shè)定時(shí)間，使得半導(dǎo)體激光器芯片在第一老化步驟之后基本不經(jīng)歷降級(jí)現(xiàn)象或升級(jí)現(xiàn)象。
這里要注意的是，降級(jí)現(xiàn)象是指半導(dǎo)體激光器芯片產(chǎn)生額定光輸出所用的驅(qū)動(dòng)電流隨著時(shí)間的推移而增大的現(xiàn)象。此外，升級(jí)現(xiàn)象是指半導(dǎo)體激光器芯片產(chǎn)生額定光輸出所用的驅(qū)動(dòng)電流隨著時(shí)間的推移而減小的現(xiàn)象。
在該實(shí)施例中，由于基本能夠防止半導(dǎo)體激光器芯片在第一老化步驟之后發(fā)生任何降級(jí)現(xiàn)象和升級(jí)現(xiàn)象，因此能夠省去在安裝后的半導(dǎo)體激光器芯片上執(zhí)行其他老化步驟。此外，半導(dǎo)體激光器件的成品率變得更好了。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)定環(huán)境溫度為170到300℃。
在該實(shí)施例中，由于所述設(shè)定環(huán)境溫度為170到300℃，所以基本能夠使半導(dǎo)體激光器芯片在第一老化步驟之后不發(fā)生降級(jí)現(xiàn)象和升級(jí)現(xiàn)象，因此能夠省去在安裝后的半導(dǎo)體激光器芯片上執(zhí)行任何其他老化步驟。此外，半導(dǎo)體激光器件的成品率變得更好了。
更具體地，如果所述設(shè)定環(huán)境溫度超過300℃，半導(dǎo)體激光器芯片將因?yàn)闊岫馐軗p傷。另一方面，如果設(shè)定環(huán)境溫度變得低于170℃，則半導(dǎo)體激光器芯片在第一老化步驟之后經(jīng)歷降級(jí)現(xiàn)象和升級(jí)現(xiàn)象。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)定時(shí)間為0.5秒到5分鐘。
在該實(shí)施例中，由于所述設(shè)定時(shí)間為0.5秒到5分鐘，基本能夠使半導(dǎo)體激光器芯片在第一老化步驟之后不發(fā)生降級(jí)現(xiàn)象和升級(jí)現(xiàn)象，因此能夠省去在安裝后的半導(dǎo)體激光器芯片上執(zhí)行任何其他老化步驟。此外，半導(dǎo)體激光器件的成品率變得更好了。
更具體地，如果設(shè)定時(shí)間超過5分鐘，產(chǎn)量會(huì)降低。另一方面，如果設(shè)定時(shí)間變得少于0.5秒，半導(dǎo)體激光器芯片在第一老化步驟之后會(huì)發(fā)生降級(jí)現(xiàn)象和升級(jí)現(xiàn)象。
一個(gè)實(shí)施例還包括第一檢查步驟，用于在第一老化步驟之后和安裝步驟之前檢查半導(dǎo)體激光器芯片的閾值電流和驅(qū)動(dòng)電流中的至少一個(gè)。
這里要注意的是，閾值電流是指開始輸出激光時(shí)所涉及的電流值。驅(qū)動(dòng)電流是指獲得所需光輸出(額定輸出)所需要的電流值。
在該實(shí)施例中，由于第一檢查步驟是在第一老化步驟之后執(zhí)行的，因此，通過在半導(dǎo)體激光器芯片的閾值電流、驅(qū)動(dòng)電流和其他特性得到改善之后執(zhí)行第一檢查步驟，能夠改善半導(dǎo)體激光器芯片的成品率。此外，由于第一檢查步驟是在安裝步驟之前執(zhí)行的，所以在第一檢查步驟中排除的不合格品中不包括封裝和管座等，因此消除了封裝和管座等的浪費(fèi)。
一個(gè)實(shí)施例還包括第二老化步驟，用于在安裝步驟之后在不低于儲(chǔ)存溫度的環(huán)境溫度下使電流流過半導(dǎo)體激光器芯片；以及第二檢查步驟，用于在第二老化步驟之后檢測(cè)半導(dǎo)體激光器芯片的閾值電流和驅(qū)動(dòng)電流至少之一。
在該實(shí)施例中，由于第二老化步驟是在安裝步驟之后執(zhí)行的，因此能夠可靠地穩(wěn)定半導(dǎo)體激光器芯片的驅(qū)動(dòng)電流。此外，執(zhí)行第二老化步驟使得能夠預(yù)先區(qū)分不合格的半導(dǎo)體激光器件，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性的半導(dǎo)體激光器件。
一個(gè)實(shí)施例還包括第二檢查步驟，用于在安裝步驟之后，不執(zhí)行任何其他老化步驟而立即檢查半導(dǎo)體激光器芯片的閾值電流和驅(qū)動(dòng)電流中的至少一個(gè)。
在該實(shí)施例中，由于在安裝步驟之后沒有執(zhí)行任何其他老化步驟而立即執(zhí)行第二檢查步驟，因此能夠減少工時(shí)。而且，不再需要像現(xiàn)有技術(shù)中那樣，用大尺寸的設(shè)備執(zhí)行半導(dǎo)體激光器芯片連同封裝和管座的老化(老煉)。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一老化步驟是在激光器條的半導(dǎo)體激光器芯片上執(zhí)行的，所述激光器條由多個(gè)排列的半導(dǎo)體激光器芯片構(gòu)成。
在該實(shí)施例中，由于第一老化步驟是在激光器條的半導(dǎo)體激光器芯片上執(zhí)行的，從而能夠?qū)Χ鄠€(gè)半導(dǎo)體激光器芯片同時(shí)進(jìn)行或以指定次數(shù)分開進(jìn)行第一老化步驟，以縮短工作時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種具有半導(dǎo)體激光器芯片的半導(dǎo)體激光器件，其中在安裝而制成產(chǎn)品之后半導(dǎo)體激光器芯片立即產(chǎn)生額定光輸出的狀態(tài)下，在通電開始時(shí)的第一驅(qū)動(dòng)電流與通電開始后經(jīng)過20小時(shí)之后的第二驅(qū)動(dòng)電流之間的差值的絕對(duì)值在1.0mA之內(nèi)。
在本發(fā)明的該半導(dǎo)體激光器件中，由于第一驅(qū)動(dòng)電流和第二驅(qū)動(dòng)電流之間的差值的絕對(duì)值在1.0mA之內(nèi)，因此減小了第一驅(qū)動(dòng)電流和第二驅(qū)動(dòng)電流的變化。
因此，半導(dǎo)體激光器芯片的驅(qū)動(dòng)電流得到了大致穩(wěn)定，從而改善了半導(dǎo)體激光器件的可靠性。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)沒有特性變化的低成本半導(dǎo)體激光器件。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種具有半導(dǎo)體激光器芯片的半導(dǎo)體激光器件，其中在安裝而制成產(chǎn)品之后半導(dǎo)體激光器芯片立即產(chǎn)生額定光輸出的狀態(tài)下，在通電開始時(shí)的第一驅(qū)動(dòng)電流與通電開始后經(jīng)過20小時(shí)之后的第二驅(qū)動(dòng)電流的比率為98％到102％。
在本發(fā)明的該半導(dǎo)體激光器件中，由于第一驅(qū)動(dòng)電流和第二驅(qū)動(dòng)電流之比為98％到102％，因此減小了第一驅(qū)動(dòng)電流和第二驅(qū)動(dòng)電流之間的差異。
因此，半導(dǎo)體激光器芯片的驅(qū)動(dòng)電流得到了大致穩(wěn)定，從而改善了半導(dǎo)體激光器件的可靠性。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)沒有特性變化的低成本的半導(dǎo)體激光器件。
在一個(gè)實(shí)施例中，該半導(dǎo)體激光器芯片在不低于儲(chǔ)存溫度的170到300℃的環(huán)境溫度下經(jīng)過0.5秒到5分鐘的直流通電。
在該實(shí)施例中，由于半導(dǎo)體激光器芯片進(jìn)行過高溫DC通電，因此可靠地改善了半導(dǎo)體激光器芯片諸如閾值電流和驅(qū)動(dòng)電流的電特性。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件制造方法，由于第一老化步驟是在安裝前的半導(dǎo)體激光器芯片上執(zhí)行的，因此能夠以高產(chǎn)量、低成本和好的成品率制造沒有驅(qū)動(dòng)電流變化的半導(dǎo)體激光器件。
而且，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件，由于第一驅(qū)動(dòng)電流和第二驅(qū)動(dòng)電流之間的差值的絕對(duì)值在1.0mA之內(nèi)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)沒有特性變化的低成本半導(dǎo)體激光器件。
此外，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件，由于第一驅(qū)動(dòng)電流和第二驅(qū)動(dòng)電流之比為98％到102％，因此能夠?qū)崿F(xiàn)沒有特性變化的低成本半導(dǎo)體激光器件。


通過下文給出的詳細(xì)說明和附圖將更加透徹地理解本發(fā)明，附圖僅供例示而給出，因此并非旨在限制本發(fā)明，附圖中圖1為一流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件制造方法的一個(gè)
具體實(shí)施例方式
在下文中，利用附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明予以詳細(xì)說明。
第一實(shí)施例圖1給出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件制造方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。這一半導(dǎo)體激光器件制造方法依次包括，第一老化步驟S1、第一檢查步驟S2、安裝步驟S3、第二老化步驟S4和第二檢查步驟S5。
在第一老化步驟S1，在不低于儲(chǔ)存溫度的設(shè)定環(huán)境溫度下，直流電流流過半導(dǎo)體激光器芯片持續(xù)一設(shè)定的時(shí)間。第一老化步驟S1是所謂的高溫DC通電步驟。
儲(chǔ)存溫度是指半導(dǎo)體激光器件能夠沒有任何故障地被保存的環(huán)境溫度。儲(chǔ)存溫度的最大值舉例來說是大約150℃。
所述設(shè)定環(huán)境溫度和設(shè)定時(shí)間如此被設(shè)定，使得在第一老化步驟之后半導(dǎo)體激光器芯片基本不發(fā)生降級(jí)現(xiàn)象或升級(jí)現(xiàn)象。所述設(shè)定環(huán)境溫度為170到300℃。所述設(shè)定時(shí)間為0.5秒到5分鐘。
更具體地，如圖2所示，半導(dǎo)體激光器芯片1放在臺(tái)架2上，且設(shè)置探針3使其與半導(dǎo)體激光器芯片1接觸，直流電流從與臺(tái)架2和探針3電連接的DC電源4流過半導(dǎo)體激光器芯片1。
完成這些之后，設(shè)定環(huán)境溫度例如是大約250℃。此外，如圖3所示，來自DC電源4的直流電流大約為100mA，設(shè)定時(shí)間為大約15秒。
此外，就其大小而言，用于執(zhí)行第一老化步驟S1的設(shè)備只需裝下半導(dǎo)體激光器芯片，因此能夠以小尺寸設(shè)置。
在第一檢查步驟S2，在第一老化步驟S1之后，檢查安裝前的閾值電流Ith和驅(qū)動(dòng)電流Iop中的至少一個(gè)。
這里要注意的是，閾值電流是指開始輸出激光時(shí)所涉及的電流值。驅(qū)動(dòng)電流Iop是指獲得所需光輸出(額定輸出)而需要的電流值。
更具體地，在不高于儲(chǔ)存溫度的環(huán)境溫度下，脈沖電流流過半導(dǎo)體激光器芯片。舉例來說，以和圖14所示的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例相同的方式，在室溫的環(huán)境溫度(大約25℃)下，每隔1ms流過持續(xù)1μs的150mA的電流。
然后，測(cè)定半導(dǎo)體激光器芯片的光輸出和電流特性，以測(cè)定閾值電流Ith。然后，通過標(biāo)準(zhǔn)篩選半導(dǎo)體激光器芯片，所述標(biāo)準(zhǔn)為如果半導(dǎo)體激光器芯片的閾值電流Ith等于或低于指定值，則判定半導(dǎo)體激光器芯片為合格品，如果半導(dǎo)體激光器芯片的閾值電流Ith超過指定值，則判定半導(dǎo)體激光器芯片為非合格品。
在安裝步驟S3，將經(jīng)歷過第一檢查步驟S2并被判定為合格品的半導(dǎo)體激光器芯片安裝到諸如封裝、管座(stem)等的安裝件(未示出)上。
在安裝步驟S3之后的第二老化步驟S4，在不高于儲(chǔ)存溫度的環(huán)境溫度下將半導(dǎo)體激光器芯片通電，以達(dá)到半導(dǎo)體激光器芯片驅(qū)動(dòng)電流Iop的穩(wěn)定化。第二老化步驟S4是所謂的篩選步驟(screening step)或老煉步驟。
更具體地，如圖4所示，在70℃的環(huán)境溫度下使驅(qū)動(dòng)電流流過半導(dǎo)體激光器芯片，使得半導(dǎo)體激光器芯片的光輸出成為100mW?？v軸代表驅(qū)動(dòng)電流Iop，而橫軸代表通電時(shí)間。
如現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例的圖16所示，在這種情況下，半導(dǎo)體激光器芯片的驅(qū)動(dòng)電流在開始通電之后增大一次，然后減小到接近一特定值。驅(qū)動(dòng)電流增大的狀態(tài)被稱為降級(jí)現(xiàn)象，而驅(qū)動(dòng)電流減小的狀態(tài)被稱為升級(jí)現(xiàn)象。
這樣，在第二老化步驟S4中，如其所期望的，如果半導(dǎo)體激光器芯片未升級(jí)而是降級(jí)了，則將其作為不合格品拋棄，而升級(jí)的半導(dǎo)體激光器芯片則經(jīng)歷其驅(qū)動(dòng)電流的穩(wěn)定化。
在第二老化步驟S4之后的第二檢查步驟S5，如在第一檢查步驟S2中那樣，利用幾乎以實(shí)際使用時(shí)間被調(diào)節(jié)的直流電流測(cè)量閾值電流Ith、驅(qū)動(dòng)電流Iop、激光的輻射光等。
這樣就提供了包括半導(dǎo)體激光器芯片1和安裝件的半導(dǎo)體激光器件。
根據(jù)這種半導(dǎo)體激光器件制造方法，由于第一老化步驟S1是在安裝前的半導(dǎo)體激光器芯片上執(zhí)行的，因此減少了在安裝后的半導(dǎo)體激光器芯片上執(zhí)行第二老化步驟S4所需的時(shí)間。
更詳細(xì)地講，圖16所示的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例需要耗費(fèi)大約10到20小時(shí)的通電時(shí)間以用于穩(wěn)定半導(dǎo)體激光器芯片的驅(qū)動(dòng)電流，而本發(fā)明只需花費(fèi)如圖4所示的大約1到4小時(shí)的通電時(shí)間，從而能大大縮短通電時(shí)間。
而且，在執(zhí)行第二老化步驟S4期間，能夠減少降級(jí)的半導(dǎo)體激光器芯片的數(shù)量，使得半導(dǎo)體激光器芯片的成品率更好。同時(shí)，能夠減少在第二老化步驟S4中造成不合格品的半導(dǎo)體激光器芯片的數(shù)量，從而能夠避免在不合格品中所包括的封裝或管座的浪費(fèi)。
亦即，與常規(guī)值相比，在安裝前的半導(dǎo)體激光器芯片上執(zhí)行第一老化步驟S1能夠減小第一檢查步驟S2中的半導(dǎo)體激光器芯片的初始閾值電流值。因此，半導(dǎo)體激光器芯片在第二老化步驟S4中不會(huì)經(jīng)歷任何大程度的降級(jí)。
這樣就能夠以高產(chǎn)量、低成本和好的成品率制造驅(qū)動(dòng)電流無變化的半導(dǎo)體激光器件。
而且，由于所述設(shè)定環(huán)境溫度為170到300℃，從而能使半導(dǎo)體激光器芯片在第一老化步驟S1之后基本不會(huì)發(fā)生降級(jí)現(xiàn)象和升級(jí)現(xiàn)象。亦即，如果設(shè)定環(huán)境溫度超過了300℃，半導(dǎo)體激光器芯片會(huì)因?yàn)槭軣岫粨p傷。另一方面，如果設(shè)定環(huán)境溫度變得低于170℃，半導(dǎo)體激光器芯片在第一老化步驟S1之后經(jīng)歷降級(jí)現(xiàn)象和升級(jí)現(xiàn)象。
此外，由于所述設(shè)定時(shí)間為0.5秒到5分鐘，因此能夠使半導(dǎo)體激光器芯片在第一老化步驟S1之后基本不發(fā)生降級(jí)現(xiàn)象和升級(jí)現(xiàn)象。亦即，如果設(shè)定時(shí)間超過5分鐘，生產(chǎn)量會(huì)降低。另一方面，如果設(shè)定時(shí)間變得少于0.5秒，半導(dǎo)體激光器芯片在第一老化步驟S1之后發(fā)生降級(jí)現(xiàn)象和升級(jí)現(xiàn)象。
而且，由于第一檢查步驟S2是在第一老化步驟S1之后執(zhí)行的，因此，通過在半導(dǎo)體激光器芯片的閾值電流和其他特性得到改善之后執(zhí)行第一檢查步驟S2，能夠改善半導(dǎo)體激光器芯片的成品率。此外，由于第一檢查步驟S2是在安裝步驟S3之前執(zhí)行的，所以在第一檢查步驟S2中排除的不合格品中不包括封裝和管座等，因此消除了封裝和管座等的浪費(fèi)。
此外，由于在安裝步驟S3之后包括第二老化步驟S4，因此能夠可靠地穩(wěn)定半導(dǎo)體激光器芯片的驅(qū)動(dòng)電流。此外，執(zhí)行第二老化步驟S4使得能夠預(yù)先區(qū)分不合格的半導(dǎo)體激光器件，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性的半導(dǎo)體激光器件。
另外，在第一老化步驟S1中，在流過大約100mA的直流電流期間，相對(duì)于通電時(shí)間檢測(cè)閾值電流Ith的值，其結(jié)果在圖17和18中示出。圖17和18中，橫軸代表通電時(shí)間，而縱軸代表閾值電流Ith。在圖18中，將圖17的橫軸的通電時(shí)間延長。
從圖17和18可以理解，在設(shè)定環(huán)境溫度低到70至130℃時(shí)，閾值電流Ith隨著通電而降級(jí)，相對(duì)于大約56mA的初始閾值電流Ith從63mA變化到66mA，隨后是相對(duì)慢的后續(xù)升級(jí)過程。
然而，在進(jìn)一步提高設(shè)定環(huán)境溫度之后，當(dāng)設(shè)定環(huán)境溫度在170℃時(shí)，誠然閾值電流Ith降級(jí)了，但是升級(jí)速率卻變高了。通電5分鐘的結(jié)果是，閾值電流Ith升級(jí)到幾乎等于初始值的值。
此外，在設(shè)定環(huán)境溫度為200℃時(shí)，升級(jí)速率變得更高，同時(shí)降級(jí)減輕了。通電大約1分鐘的結(jié)果是，閾值電流Ith幾乎穩(wěn)定了。
此外，在設(shè)定環(huán)境溫度為250℃時(shí)，降級(jí)和升級(jí)二者最終都消失了。通電15到30秒的結(jié)果是，閾值電流Ith變得穩(wěn)定而沒有降級(jí)或升級(jí)。
此外，當(dāng)設(shè)定環(huán)境溫度為300℃時(shí)，雖然未示出，但通電0.5秒的結(jié)果是，閾值電流Ith變得穩(wěn)定而沒有降級(jí)或升級(jí)。
因此，在第一老化步驟S1中，利用大約100mA的直流電流通電，分別在以下的條件(1)到(4)之下能夠獲得上述效果(1)設(shè)定環(huán)境溫度大約為170℃，且設(shè)定時(shí)間大約為5分鐘；(2)設(shè)定環(huán)境溫度大約為200℃，且設(shè)定時(shí)間大約為1分鐘；(3)設(shè)定環(huán)境溫度大約為250℃，且設(shè)定時(shí)間大約為15到30秒；(4)設(shè)定環(huán)境溫度大約為300℃，且設(shè)定時(shí)間大約為0.5秒。
如上所述，在本發(fā)明中，由于第一老化步驟S1是在將半導(dǎo)體激光器芯片安裝到封裝上之前執(zhí)行的，因此能夠?qū)⒃O(shè)定環(huán)境溫度設(shè)為儲(chǔ)存溫度或更高。
就此而論，在現(xiàn)有技術(shù)中，由于老化步驟是在將半導(dǎo)體激光器芯片安裝到封裝上之后進(jìn)行的，因此不能將環(huán)境溫度設(shè)為儲(chǔ)存溫度或更高。在現(xiàn)有技術(shù)中，如果安裝之后的半導(dǎo)體激光器芯片在儲(chǔ)存溫度或更高的環(huán)境溫度下進(jìn)行老化步驟，舉例來說，將會(huì)發(fā)生Au膏(Au paste)的熔化，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體激光器件的故障，其中所述Au膏是用于在器件和管座之間粘著的材料。
第二實(shí)施例圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件制造方法的第二實(shí)施例。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的差別僅在于，第二實(shí)施例不包括第二老化步驟S4。亦即，第二實(shí)施例依次包括第一老化步驟S1、第一檢查步驟S2、安裝步驟S3和第二檢查步驟S5。
這樣，由于沒有執(zhí)行任何其他老化步驟而在安裝步驟S3之后立即執(zhí)行第二檢查步驟S5，因此能夠減少工時(shí)。而且，不再需要像現(xiàn)有技術(shù)中那樣，用大尺寸的設(shè)備執(zhí)行半導(dǎo)體激光器芯片連同封裝的老化(老煉)。
第三實(shí)施例圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件制造方法的第三實(shí)施例。該實(shí)施例和第一實(shí)施例的差別僅在于，在該第三實(shí)施例中，第一老化步驟S1和第一檢查步驟S2的執(zhí)行順序被顛倒了。亦即，第三實(shí)施例依次包括第一檢查步驟S2、第一老化步驟S1、安裝步驟S3、第二老化步驟S4和第二檢查步驟S5。
這樣，由于第一老化步驟S1是在執(zhí)行第一檢查步驟S2之后執(zhí)行的，因此能夠預(yù)先排除不合格的半導(dǎo)體激光器芯片。
第四實(shí)施例圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件制造方法的第四實(shí)施例。該第四實(shí)施例與第三實(shí)施例的差別僅在于，第四實(shí)施例不包括第二老化步驟S4。亦即，該第四實(shí)施例依次包括第一檢查步驟S2、第一老化步驟S1、安裝步驟S3和第二檢查步驟S5。
這樣，由于沒有執(zhí)行任何其他老化步驟而在安裝步驟S3之后立即執(zhí)行第二檢查步驟S5，因此能夠減少工時(shí)。而且，不再需要像現(xiàn)有技術(shù)中那樣，用大尺寸的設(shè)備執(zhí)行半導(dǎo)體激光器芯片連同封裝的老化(老煉)。
第五實(shí)施例圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件制造方法的第五實(shí)施例。第五實(shí)施例與第一實(shí)施例的差別在于，在第五實(shí)施例中，在多個(gè)排列的半導(dǎo)體激光器芯片分割之前，通過老化由多個(gè)排列的半導(dǎo)體激光器芯片構(gòu)成的激光器條(laser bar)來制造半導(dǎo)體激光器件。亦即，第五實(shí)施例依次包括第一老化步驟S1、芯片分割(chipping)步驟S6、第一檢查步驟S2、安裝步驟S3、第二老化步驟S4和第二檢查步驟S5。
在第一老化步驟S1，在等于或高于儲(chǔ)存溫度的設(shè)定環(huán)境溫度下直流電流流過激光器條的半導(dǎo)體激光器芯片一設(shè)定的時(shí)間。
更具體地，如圖9所示，由多個(gè)排列的半導(dǎo)體激光器芯片1構(gòu)成的激光器條10被放在加熱器12上。探針板11接觸到半導(dǎo)體激光器芯片1，直流電流從電連接到加熱器12和探針板11的DC電源4流過半導(dǎo)體激光器芯片1。
在由探針板11進(jìn)行的一次通電期間，對(duì)指定數(shù)量(例如，10個(gè))的半導(dǎo)體激光器芯片1同時(shí)進(jìn)行通電。
在由探針板11連續(xù)進(jìn)行通電的情況下，探針板11從激光器條10每離開一次，其上放置加熱器12的臺(tái)子13就沿著箭頭A的方向移動(dòng)指定間距，所述方向即激光器條10的長度方向。然后，探針板11再次接觸激光器條10，以便接觸激光器條10從而進(jìn)行通電。
在芯片分割步驟S6，將進(jìn)行過第一老化步驟S1的激光器條10分割成多個(gè)半導(dǎo)體激光器芯片1。
然后，各個(gè)半導(dǎo)體激光器芯片1經(jīng)受第一檢查步驟S2、安裝步驟S3、第二老化步驟S4和第二檢查步驟S5。
這樣，由于第一老化步驟S1是在激光器條10的半導(dǎo)體激光器芯片1上執(zhí)行的，從而能夠?qū)Χ鄠€(gè)半導(dǎo)體激光器芯片1同時(shí)或以指定次數(shù)分開進(jìn)行第一老化步驟S1，以縮短工作時(shí)間。
第六實(shí)施例圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件制造方法的第六實(shí)施例。該實(shí)施例和第五實(shí)施例的差別在于第六實(shí)施例不包括第二老化步驟S4。亦即，第六實(shí)施例依次包括第一老化步驟S1、芯片分割步驟S6、第一檢查步驟S2、安裝步驟S3和第二檢查步驟S5。
這樣，由于沒有執(zhí)行任何其他老化步驟而在安裝步驟S3之后立即執(zhí)行第二檢查步驟S5，因此能夠減少工時(shí)。而且，不再需要像現(xiàn)有技術(shù)中那樣，用大尺寸的設(shè)備執(zhí)行半導(dǎo)體激光器芯片連同封裝的老化(老煉)。
第七實(shí)施例對(duì)于通過第一到第六實(shí)施例中的任何一個(gè)實(shí)施例制造的半導(dǎo)體激光器件而言，在安裝而制成產(chǎn)品之后半導(dǎo)體激光器芯片立即產(chǎn)生額定光輸出的狀態(tài)下，在通電開始時(shí)的第一驅(qū)動(dòng)電流和通電開始后20小時(shí)所得的第二驅(qū)動(dòng)電流之間的差值的絕對(duì)值在1.0mA之內(nèi)。
這里要注意，通電的開始是指第一次通電或電流流過已經(jīng)被制成為產(chǎn)品的半導(dǎo)體激光器件。
這樣，由于第一驅(qū)動(dòng)電流和第二驅(qū)動(dòng)電流之間的差值的絕對(duì)值在1.0mA之內(nèi)，第一驅(qū)動(dòng)電流和第二驅(qū)動(dòng)電流之間的差值的絕對(duì)值變成小值。
因此，半導(dǎo)體激光器芯片的驅(qū)動(dòng)電流得到了大致穩(wěn)定，從而改善了半導(dǎo)體激光器件的可靠性。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)沒有特性變化的低成本半導(dǎo)體激光器件。
而且，如圖11所示，假設(shè)半導(dǎo)體激光器芯片的額定光輸出為100mW而環(huán)境溫度為25℃，未進(jìn)行第一老化步驟S1的先有技術(shù)的半導(dǎo)體激光器件表現(xiàn)出大約58mA的閾值電流Ith，而進(jìn)行過第一老化步驟S1的本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件表現(xiàn)出大約52mA的閾值電流Ith。這樣，在本發(fā)明中，能夠減小閾值電流并能夠減小驅(qū)動(dòng)電流。
而且，如圖12所示，假設(shè)半導(dǎo)體激光器芯片的額定光輸出為100mW而環(huán)境溫度為70℃，未進(jìn)行第一老化步驟S1的先有技術(shù)的半導(dǎo)體激光器件表現(xiàn)出大約80mA的閾值電流Ith，而進(jìn)行過第一老化步驟S1的本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件表現(xiàn)出大約70mA的閾值電流Ith。這樣，在本發(fā)明中，能夠減小閾值電流并能夠減小驅(qū)動(dòng)電流。
而且，在170到300℃的環(huán)境溫度下對(duì)半導(dǎo)體激光器芯片導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)電流持續(xù)0.5秒到5分鐘，所述溫度不低于儲(chǔ)存溫度。這樣，就可靠地改善了半導(dǎo)體激光器芯片諸如閾值電流和驅(qū)動(dòng)電流減小的電特性。
第八實(shí)施例該實(shí)施例與第七實(shí)施例的差別在于，在第八實(shí)施例中，在安裝而制成產(chǎn)品之后半導(dǎo)體激光器芯片立即產(chǎn)生額定光輸出的狀態(tài)下，在通電開始時(shí)的第一驅(qū)動(dòng)電流和通電開始后經(jīng)過20小時(shí)之后的第二驅(qū)動(dòng)電流之比為98％到1 02％。
這樣，由于第一驅(qū)動(dòng)電流Iop1和第二驅(qū)動(dòng)電流Iop2之比((Iop1/Iop2)×100)為98％到102％，因此減小了第一驅(qū)動(dòng)電流和第二驅(qū)動(dòng)電流的變化。
因此，半導(dǎo)體激光器芯片的驅(qū)動(dòng)電流得到了大致穩(wěn)定，從而改善了半導(dǎo)體激光器件的可靠性。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)沒有特性變化的低成本半導(dǎo)體激光器件。
這里要注意，本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例。舉例來說，半導(dǎo)體激光器芯片的材料誠然最優(yōu)選地由AlGaInP基材料給出，但是也可以是GaInAsP-、AlGaAs-、AlGaInN-、GaInNAs-基材料等。
而且，本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件制造方法可以包括除第一老化步驟S1、第一檢查步驟S2、安裝步驟S3、第二老化步驟S4、第二檢查步驟S5和芯片分割步驟S6之外的步驟。
盡管如此描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但很明顯的是，可以以多種方式對(duì)它們進(jìn)行變化。此類變化不應(yīng)被認(rèn)為是背離本發(fā)明的精神和范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是明顯的所有此類改進(jìn)都將包括在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體激光器件制造方法，包括第一老化步驟，用于在不低于儲(chǔ)存溫度的設(shè)定環(huán)境溫度下，使直流電流流過半導(dǎo)體激光器芯片一設(shè)定時(shí)間；以及安裝步驟，用于安裝已經(jīng)進(jìn)行過所述第一老化步驟的所述半導(dǎo)體激光器芯片。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器件制造方法，其中所述設(shè)定環(huán)境溫度和所述設(shè)定時(shí)間被如此設(shè)定，使得在所述第一老化步驟之后所述半導(dǎo)體激光器芯片基本不經(jīng)歷降級(jí)現(xiàn)象或升級(jí)現(xiàn)象。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器件制造方法，其中所述設(shè)定環(huán)境溫度為170到300℃。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器件制造方法，其中所述設(shè)定時(shí)間為0.5秒到5分鐘。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器件制造方法，還包括第一檢查步驟，用于在所述第一老化步驟之后和所述安裝步驟之前檢查所述半導(dǎo)體激光器芯片的閾值電流和驅(qū)動(dòng)電流中的至少一個(gè)。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體激光器件制造方法，還包括第二老化步驟，用于在所述安裝步驟之后在不低于所述儲(chǔ)存溫度的環(huán)境溫度下，使電流流過所述半導(dǎo)體激光器芯片；以及第二檢查步驟，用于在所述第二老化步驟之后檢查所述半導(dǎo)體激光器芯片的閾值電流和驅(qū)動(dòng)電流中的至少一個(gè)。
7.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體激光器件制造方法，還包括第二檢查步驟，用于在所述安裝步驟之后，不執(zhí)行任何其他老化步驟而立即檢查所述半導(dǎo)體激光器芯片的閾值電流和驅(qū)動(dòng)電流中的至少一個(gè)。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器件制造方法，其中所述第一老化步驟是在激光器條的半導(dǎo)體激光器芯片上執(zhí)行的，所述激光器條由排列的多個(gè)所述半導(dǎo)體激光器芯片構(gòu)成。
9.一種具有半導(dǎo)體激光器芯片的半導(dǎo)體激光器件，其中在安裝而制成產(chǎn)品之后所述半導(dǎo)體激光器芯片立即產(chǎn)生額定光輸出的狀態(tài)下，在通電開始時(shí)的第一驅(qū)動(dòng)電流與通電開始后經(jīng)過20小時(shí)之后的第二驅(qū)動(dòng)電流之間的差值的絕對(duì)值在1.0mA之內(nèi)。
10.一種具有半導(dǎo)體激光器芯片的半導(dǎo)體激光器件，其中在安裝而制成產(chǎn)品之后所述半導(dǎo)體激光器芯片立即產(chǎn)生額定光輸出的狀態(tài)下，在通電開始時(shí)的第一驅(qū)動(dòng)電流和通電開始后經(jīng)過20小時(shí)之后的第二驅(qū)動(dòng)電流的比率為98％到102％。
11.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體激光器件，其中所述半導(dǎo)體激光器芯片在不低于儲(chǔ)存溫度的170到300℃的環(huán)境溫度下已經(jīng)受0.5秒到5分鐘的直流通電。
12.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體激光器件，其中所述半導(dǎo)體激光器芯片在不低于儲(chǔ)存溫度的170到300℃的環(huán)境溫度下已經(jīng)受0.5秒到5分鐘的直流通電。
全文摘要
公開了一種半導(dǎo)體激光器件制造方法，依次包括第一老化步驟S1、第一檢查步驟S2、安裝步驟S3、第二老化步驟S4和第二檢查步驟S5。由于在半導(dǎo)體激光器芯片上以高溫直流電流通電的第一老化步驟S1在安裝步驟S3之前執(zhí)行，因此能夠減小安裝前半導(dǎo)體激光器芯片的閾值電流和驅(qū)動(dòng)電流。
文檔編號(hào)H01S5/00GK1773790SQ200510120290
公開日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2005年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月9日
發(fā)明者竹岡忠士, 石倉卓郎 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社