Was ist VCSEL im Chip-Burn-in-Test? Welchen Einfluss hat die Temperatur darauf?

Der vollständige Name von VCSEL ist Vertical-Cavity Surface Emitting Laser, der chinesische Name ist Vertical-Cavity Surface Emitting Laser. Es handelt sich um eine Art Halbleiterlaser.

Halbleiterlaser sind Laser, die mithilfe der Halbleiterfertigungstechnologie hergestellt werden. Wie alle aus Halbleitern hergestellten Geräte sind Halbleiterlaser kleiner, leichter, verbrauchen weniger Strom, sind zuverlässiger und haben eine längere Lebensdauer als Feststoff-, Gas- und Flüssigkeitslaser. Merkmale. Halbleiterlaser werden entsprechend ihrer Laserchipstruktur in kantenemittierende Laser (EEL) und oberflächenemittierende Laser mit vertikalem Hohlraum (VCSEL) unterteilt.

Die Temperatur hat einen erheblichen Einfluss auf den Schwellenstrom des Lasers. Ebenso variieren die Ausgangseigenschaften des Lasers erheblich mit der Temperatur. Daher ist die Temperatur einer der wichtigen Aspekte beim Entwurf von Lasersteuerschaltungen.

Der Temperaturanstieg wirkt sich erheblich negativ auf die Leistung des Lasers aus. Die Hauptleistung ist wie folgt: 1) Der Schwellenstrom des Lasers steigt deutlich an, wenn die Temperatur steigt; 2) Je höher die Temperatur, desto kleiner ist die Modulationsbandbreite des Lasers, desto niedriger ist die Mittenfrequenz der Modulation und desto geringer ist die optische Ausgangsleistung. 3) Für die Pulsmodulation gilt: Je höher die Temperatur, desto geringer die Ausgangsleistung des Lasers und desto länger die Verzögerungszeit. 4) Je höher die Temperatur, desto stärker ist das vorübergehende Chirpen des Lasers. Durch die Einführung des Temperaturfaktors in die Geschwindigkeitsgleichung wird der Einfluss der Temperatur auf die Ausgangseigenschaften und Modulationseigenschaften des Lasers simuliert, und es ist ersichtlich, dass die Temperaturänderung einen erheblichen Einfluss auf die Eigenschaften des Lasers haben wird.

Der Herstellungsprozess von VCSEL ist sehr kompliziert und basiert insbesondere auf dem MOCVD-Verfahren (Metal Organic Vapour Deposition). Mark McKee, Leiter Produktmarketing bei Veeco, sagte: „Die Entwicklung der VCSEL-Technologie erfordert den Kauf weiterer MOCVD-Systeme (Metal Organic Chemical Vapour Deposition), um sicherzustellen, dass die Produktionskapazität beschleunigt wird, um mit der Nachfrage nach Lidar-Systemen Schritt zu halten.“ Die Frage ist nun, wie man die höchste Leistung und den höchsten Ertrag erzielt, um der Marktnachfrage gerecht zu werden. Und dies muss auf der branchenführenden MOCVD-Technologie basieren. „

Es zeigt sich die Bedeutung der MOCVD-Technologie für die Entwicklung von VCSEL. Was ist also MOCVD? MOCVD ist eine neue Technologie, die von Manasevit et al. vorgeschlagen wurde. Von der Rockwell Corporation im Jahr 1968 zur Herstellung chemischer einkristalliner Dünnfilme entwickelt und Anfang der 1980er Jahre in die Praxis umgesetzt. Definitionsgemäß handelt es sich bei MOCVD um eine neuartige Dampfphasenepitaxie-Technologie, die auf der Grundlage der Dampfphasenepitaxie (VPE) entwickelt wurde.

Bei der metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidung (MOCVD) werden die Reaktionsgase im Reaktor bei erhöhter Temperatur kombiniert, um chemische Wechselwirkungen hervorzurufen und das Material auf dem Substrat abzuscheiden. Beim MOCVD wird hochreines Gas in den Reaktor injiziert und fein dosiert, um eine sehr dünne Atomschicht auf dem Halbleiterwafer abzuscheiden. Die Oberflächenreaktion organischer Verbindungen oder metallorganischer Verbindungen und Hydride, die die gewünschten chemischen Elemente enthalten, schafft Bedingungen für das Kristallwachstum und bildet die Epitaxie von Materialien und Verbindungshalbleitern. Im Gegensatz zu herkömmlichen Siliziumhalbleitern können diese Halbleiter Elemente enthalten, die Gruppe III und Gruppe V, Gruppe II und Gruppe VI, Gruppe IV oder Gruppe IV sowie Gruppe V und VI kombinieren.

Nach fast 20 Jahren rasanter Entwicklung hat sich MOCVD zu einer der Schlüsseltechnologien für die Herstellung von Halbleitermaterialien entwickelt. Wird häufig bei der Herstellung verschiedener Dünnschichtmaterialien verwendet, darunter Halbleiterbauelemente, optische Geräte, Gassensorelemente, supraleitende Dünnschichtmaterialien, ferroelektrische/ferromagnetische Dünnschichten, hochdielektrische Materialien usw.

Laut Wikipedia-Daten müssen Reaktoren, die MOCVD durchführen, hohen Temperaturen standhalten. Die Reaktionskammer besteht aus der Reaktorwand, der Auskleidung, dem Boden, der Gasinjektionseinheit und der Temperaturkontrolleinheit. Im Allgemeinen besteht die Reaktorwand aus Edelstahl oder Quarz. Als Auskleidung der Reaktionskammer zwischen Reaktorwand und Boden wird üblicherweise Keramik oder Spezialglas wie Quarz verwendet. Um eine Überhitzung zu verhindern, muss Kühlwasser durch die Kanäle in der Reaktorwand fließen. Das Substrat befindet sich auf einer temperierten Unterlage. Der Suszeptor besteht aus Materialien, die gegenüber den verwendeten metallorganischen Verbindungen beständig sind.

Der hier erwähnte MOCVD-Reaktor muss hohen Temperaturen standhalten. Um eine Überhitzung der Reaktorwand zu verhindern und zum Kühlen Kühlwasser zu benötigen, ist die Temperaturregeleinheit sehr wichtig. Ebenso hat die Temperatur auch einen Einfluss auf VCSEL. Der SUNDI Das von LNEYA unabhängig entwickelte und entwickelte Serienkühl- und Heizsystem kann den Temperaturbereich von -120 ℃ bis 350 ℃ steuern. Die Kühl- und Heizzyklen werden durchgeführt. Für Hochleistungsbetriebsverfahren ist das dynamische Temperaturkontrollsystem der SUNDI-Serie zweifellos eine gute Wahl.

（Der Inhalt dieses Artikels ist ein Auszug aus einem Webartikel. Wenn Sie Fragen haben, kontaktieren Sie uns bitte!）