Y8T190 DFB的HR、AR膜系

更新时间:2022-07-09 09:07:05 阅读量:586

合集2021下第391-393页,是说激光器增透膜,或者叫AR膜,抗反射膜。另一侧则镀高反膜,或者叫HR膜


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DFB是边发射激光器,镀高反膜HR膜,或者增透膜AR膜,是先解理成Bar条后


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摞起来,翻面,逐层镀膜。


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先说工艺,薄膜沉积工艺,写过很多,激光器芯片中用到的很多工艺体系是气相薄膜,有物理气相沉积,比如今天说的镀膜工艺,不用化学反应,在气体状态下进行薄膜沉积。 

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增透膜或者高反膜,用电子束蒸发镀膜,简称电子束蒸镀工艺,是比较多的。

电子束,是带有电子动能的能量源,用磁控设备控制电子束方向,把这种“高能”电子束来导向材料,材料获得高温,产生“蒸汽”,也就是气相蒸发


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蒸发的气体,控制压力,时间, 温度....,把材料一层层镀在DFB 激光器Bar条一侧。


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通过设计材料体系,厚度,来达到反射率的控制,制作高反膜或者增透膜。


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电子束蒸发和磁控溅射,这两道工艺看起来很相似。蒸发镀膜,材料不容不均匀,磁控溅射对材料有所选择,不能任意选择合适的折射率材料体系。


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小结一下激光器腔面镀膜工艺

电子束蒸发: 常见工艺,物理沉积,缺点是颗粒度大,容易产生缺陷。

磁控溅射:膜层能精确控制,缺点是材料受限。

PECVD等离子体增强化学气相沉积:在Y8T178提及的氮化硅沉积工艺,也可以用在腔面的光学膜系上,只是沉积的薄膜方向性不好。

接着说,膜系材料

二三十年前,就采用ZnGe做光学薄膜,要考虑腔面膜系光学折射率,热导,损耗,黏附性,抗氧化性...等等。

后来有ZnGe、Si、SiN、SiO2,Al2O3,ZrO2,ZrALO,Ta2O5...等等材料体系。

光学膜从理论上要找到复合反射/透射系数的理想折射率材料,不容易,所以单层膜比较少见,少量应用选择氮化硅做腔面镀膜,通过控制膜厚和折射率(沉积工艺的致密度不一样,折射率也不一样)。

大多数的应用是多层膜。两层、三层... 甚至有些高反膜用到3-5对膜系,也就是多大十多层,膜系在数百纳米量级。

多层膜,优点是折射率可控,透射率与反射率可控,缺点就是膜和膜的可靠性是重点。

比如蓝宝石和硅分别镀膜,制作多层膜系,蓝宝石是氧化铝Al2O3,硅是单元素,当膜系处理不当,Al2O3中氧原子与硅结合,就形成了界面处的氧化硅,材料体系和折射率都变了。引起可靠性问题。

比如ZrO2和SiO2,虽然不会发生化学反应,但他们膜系有应力,容易裂开。


今天早上拿到了2022合集上册样本,一会儿去看看。


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