FP激光器加工生产全流程技术详解

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FP激光器加工生产全流程技术详解
一、核心材料制备阶段

• 半导体衬底处理
  
  • 采用砷化镓（GaAs）或磷化铟（InP）晶圆作为基底，通过分子束外延（MBE）或金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长量子阱结构。
  • 晶圆切割精度需控制在±0.1mm以内，表面粗糙度Ra＜0.5nm以降低光散射损耗。
    
• 反射镜镀膜工艺
  
  • 腔镜采用分布式布拉格反射镜（DBR），通过电子束蒸发交替沉积SiO₂/Ta₂O₅薄膜，膜厚误差≤±2nm。
  • 前反射镜透过率通常设计为1%-5%，后反射镜反射率＞99.5%。
    

二、芯片制造关键流程

• 光刻与蚀刻
  
  • 使用步进式光刻机完成脊型波导图案转移，干法刻蚀形成2-5μm宽的条形结构。
  • 侧壁垂直度偏差需＜1°，避免模式泄漏。
    
• 电极制备
  
  • P型面采用Ti/Pt/Au多层金属蒸发，N型面沉积Ge/Au/Ni/Au合金，接触电阻＜10⁻⁴Ω·cm²。
  • 电极退火温度控制在400-450℃区间，时间30-60秒。
    

三、封装测试环节

• TO-CAN封装
  
  • 芯片通过金锡共晶焊固定在热沉上，焊接空洞率＜5%。
  • 充氮气密封前进行48小时老化测试，漏气率＜5×10⁻⁸atm·cc/sec。
    
• 性能验证体系
  
  • L-I-V测试：阈值电流偏差≤±5%，斜率效率＞0.8W/A。
  • 光谱分析：中心波长偏移＜±2nm，边模抑制比＞30dB。
    

四、工艺优化方向

• 热管理升级
  
  • 采用金刚石热扩散片，使热阻降至8K/W以下。
    
• 自动化装配
  
  • 引入六轴机器人实现光纤耦合，定位精度±0.5μm。