一種半導(dǎo)體激光器腔鏡制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于半導(dǎo)體表面改性【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種半導(dǎo)體激光器腔鏡制備方法，包括以下步驟：步驟一，清潔；步驟二，鈍化改性；步驟三，介質(zhì)膜鍍膜；步驟四，翻轉(zhuǎn)，重復(fù)步驟一到步驟三，步驟五,移出；該半導(dǎo)體激光器腔鏡改性方法，可以兼容化學(xué)和物理表面改性技術(shù)，提高了表面處理的選擇性和完整性；使表面清潔，鈍化改性和雙面腔鏡介質(zhì)膜鍍膜在同一真空腔中一次完成，減少了樣品進(jìn)出操作次數(shù)和可能帶來(lái)的污染和損壞，提高了成本率，并極大提高了生產(chǎn)效率；本方法在同一設(shè)備基礎(chǔ)上集成了表面清潔，改性鈍化和介質(zhì)膜技術(shù)，使表面處理各步驟建立了無(wú)縫銜接，提高了成品的性能以及成品率；更進(jìn)一步，雙端面介質(zhì)膜腔鏡的處理也一步完成，更強(qiáng)化了生產(chǎn)效率和質(zhì)量穩(wěn)定性；本方法適合批量處理，生產(chǎn)效率高，綜合成本低。
【專利說(shuō)明】一種半導(dǎo)體激光器腔鏡制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料表面改性及鍍膜【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種半導(dǎo)體激光器腔鏡制備 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 半導(dǎo)體激光芯片從結(jié)構(gòu)上有三個(gè)主要組成部分：半導(dǎo)體増益介質(zhì)，激光諧振腔體， 和驅(qū)動(dòng)電極。在目前的激光芯片現(xiàn)行技術(shù)來(lái)看，這三個(gè)部分都有了一定成熟的設(shè)計(jì)和制造 技術(shù)。如半導(dǎo)體能帶設(shè)計(jì)和外延生長(zhǎng)技術(shù)，諧振腔體的端面處理技術(shù)，以及歐姆電極接觸生 長(zhǎng)技術(shù)。這些技術(shù)推動(dòng)半導(dǎo)體激光芯片的性能朝更寬的波段，更高亮度及功率，更高的效 率，更高可靠性及更長(zhǎng)壽命發(fā)展。
[0003] 目前大功率激光器在能量密度上達(dá)到了 100兆瓦每平方厘米的量級(jí)，最高光電量 子轉(zhuǎn)換效率也超過(guò)70%。但隨著激光器應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，要求進(jìn)一步推動(dòng)激光芯片性能發(fā) 展，特別是改善高功率密度運(yùn)行下的可靠性及長(zhǎng)壽命。這些要求需要進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)， 甚至發(fā)明新的技術(shù)。我們針對(duì)激光芯片中激光腔體的關(guān)鍵技術(shù)，激光諧振腔面的處理及介 質(zhì)膜的生長(zhǎng)，提出了新的制備方法。
[0004] 目前側(cè)面發(fā)射激光諧振腔由前腔面及后腔面組成；它們由前，后解理面并分別鍍 以抗反射或高反射介質(zhì)膜制備形成。在激光諧振腔內(nèi)，光功率密度在前腔面達(dá)極大值并 由于某些界面氧化或吸附原因，從很久以前技術(shù)人員就注意到了隨激光功率的上升，最早 出現(xiàn)材料光損傷的地方就在激光器前腔面的表面層上，這就是COMD (Catastrophic of Mirror Damage)。經(jīng)分析，C0MD的原因是半導(dǎo)體解理面表面層在制備工程中暴露于空氣中 而氧化，水吸附或沾污，這一極薄的非完美表面層會(huì)吸收光能量并發(fā)熱，導(dǎo)致C0MD。有多 種技術(shù)被發(fā)明并被實(shí)際運(yùn)用于提高C0MD量級(jí)，主要有三大類技術(shù)： 1、 擴(kuò)散技術(shù)被用以增加靠近解理面的材料表層能帶寬度從而使光吸收下降； 2、 真空解離和表面處理技術(shù)以避免表面氧化和表面吸收中心的生成； 3、 物理或化學(xué)清洗技術(shù)以去除表面氧化吸附層，從而減少表面層對(duì)光能量的吸收。
[0005] 這三類技術(shù)在不同的公司采用，都獲得了不錯(cuò)的效果。表面層擴(kuò)散技術(shù)是基于經(jīng) 典的半導(dǎo)體擴(kuò)散理論和技術(shù)，將特定元素源摻入靠進(jìn)解理面的材料層，以減少對(duì)某些波長(zhǎng) 的吸收，這一技術(shù)在C0MD的減少以及壽命延長(zhǎng)都得到了很好的效果。但隨半導(dǎo)體材料體系 和激光波長(zhǎng)的不同要找尋不同的擴(kuò)散元素。適用性有限制，控制不同元素的擴(kuò)散也是一項(xiàng) 艱苦的高成本的工藝。因此采用的公司并不太多。
[0006] 真空解離表面處理技術(shù)的中心思路是避免激光芯片在工藝處理過(guò)程中暴露于大 氣中，所有的處理都在高真空環(huán)境下完成。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下完成的樣品確實(shí)達(dá)到了很高的 C0MD閾值，證實(shí)了此思路的可行性。但在具體的技術(shù)操作中確也碰到了很大的困難，如量產(chǎn) 適應(yīng)性差，這也是此技術(shù)一直無(wú)法進(jìn)入實(shí)際生產(chǎn)的原因。在此技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)上，首先要設(shè) 計(jì)一套復(fù)雜的真空工藝設(shè)備，要包括高真空樣品存儲(chǔ)腔，高真空解理腔和機(jī)械操作裝置，高 真空鍍膜腔用于鍍鈍化保護(hù)膜和樣品在腔體之間的傳遞機(jī)械系統(tǒng)。這套系統(tǒng)確實(shí)可以制備 出功率較高的激光芯片，但對(duì)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)最大的缺陷是生產(chǎn)效率極其低，無(wú)法大批量生產(chǎn)。其 他的缺點(diǎn)包括設(shè)備操作困難，一致性差，設(shè)備維護(hù)成本高，鈍化膜材料的選擇有限，無(wú)法兼 容不同材料體系的激光芯片。另外，從理論上即使高真空也無(wú)法徹底避免表面吸收層的生 成，只是減慢這一過(guò)程。
[0007] 第三類常規(guī)的激光腔表面處理技術(shù)是在腔面鍍膜前用物理或化學(xué)的方法清除腔 面，如離子束對(duì)表面進(jìn)行轟擊，希望在微觀尺度打擊去除表面懸掛和吸附，然后再鍍激光腔 鏡，離子束轟擊和鍍膜可以在同一真空腔體中一次處理。這一技術(shù)在實(shí)際效果中并不好，主 要原因是表面層結(jié)合能很高，物理轟擊的方法很難去除，另外，離子束能量過(guò)大對(duì)表面造成 傷害，反而不利于改進(jìn)C0MD。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種減少表面缺陷，提高光學(xué)性能的半導(dǎo)體激光器 腔鏡制備方法。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種半導(dǎo)體激光器腔鏡制備方法，其特征在于，集成端面處理，即一次性真空中完成 雙端面腔鏡的介質(zhì)膜鍍膜以及需要的前期輔助步驟，包括表面清潔和改性鈍化處理，其具 體步驟如下： 步驟一，表面清潔； 步驟二，表面改性鈍化； 步驟三，介質(zhì)膜鍍膜； 步驟四，樣品翻轉(zhuǎn)，重復(fù)步驟一到步驟三，移出。
[0010] 所述步驟一中的表面清潔是通過(guò)以下步驟進(jìn)行的： (2. 1)將半導(dǎo)體激光器腔鏡的樣品放入真空腔體中并固定在樣品架上； (2. 2)把樣品的兩個(gè)端面中的一個(gè)端面的方向調(diào)整到與等離子清潔處理方向相同的方 向； (2. 3)對(duì)腔體進(jìn)行抽真空處理，抽真空后腔體的氣壓達(dá)到l(T5torr?l(T6torr ; (2. 4)把樣品的溫度調(diào)節(jié)到350°C?450°C，并給真空腔中通入惰性氣體，調(diào)節(jié)真空腔 中的氣壓，使氣壓保持在1-lOtorr范圍內(nèi)，激活真空腔中的等離子體，待穩(wěn)定等離子態(tài)，并 對(duì)樣品表面的吸附物進(jìn)行清理； (2. 5 )采用電加熱或紅外燈以及熱電偶反饋來(lái)控制樣品溫度達(dá)到600°C，并通入惰性氣 體，調(diào)節(jié)氣壓到l-l〇torr范圍內(nèi)，激活等離子體，穩(wěn)定等離子態(tài)，控制偏壓30-50volt，對(duì) 樣品表面通過(guò)氟化物來(lái)去除表面氧化物； (2.6)處理結(jié)束后，抽去真空腔中處理后的氣體，并維持真空腔中的氣壓小于等于 lCr6tor;r。
[0011] 所述步驟二中的表面改性鈍化是按照以下步驟完成的： (3. 1)在步驟一的基礎(chǔ)上，對(duì)經(jīng)過(guò)表面清潔后的樣品進(jìn)行加熱，當(dāng)樣品溫度達(dá)到 400°C?500°C，停止加熱，并保持樣品的溫度； (3. 2)調(diào)整真空腔中的氣壓到l(T6T〇rr，通入鈍化反應(yīng)氣體或氨氣或氮化物對(duì)樣品表面 進(jìn)行飽和鈍化處理，并進(jìn)行退火處理； (3. 3)退火處理后，調(diào)整真空腔中的氣壓小于等于l(T6t〇rr，并為真空腔中通入干凈氬 氣或氮?dú)馊コ磻?yīng)氣體。
[0012] 所述步驟三，介質(zhì)膜鍍膜，包括如下具體步驟： (4. 1)在步驟二的基礎(chǔ)上，設(shè)進(jìn)入樣品鍍膜，樣品的表面改性純化后，調(diào)整真空腔 中的真空度至l-3T〇rr，把經(jīng)過(guò)表面改性鈍化后的樣品進(jìn)行加熱，使樣品的溫度達(dá)到 300-500 °C ； (4. 2)激活等離子體，待等離子體穩(wěn)定后，對(duì)已經(jīng)清潔并鈍化的樣品表面進(jìn)行濺射或 電子束介質(zhì)鍍膜； (4. 3)控制真空腔中的氣壓穩(wěn)定在l-10T〇rr，通過(guò)調(diào)整鍍膜速率1-5A/S和樣品的偏壓 l〇〇v對(duì)膜的原子層排列和致密性進(jìn)行工藝優(yōu)化處理； (4. 4)重復(fù)上述的i、ii、iii的步驟，直至完成介質(zhì)膜膜系鍍膜； (4. 5)鍍膜完成后，對(duì)樣品進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為500°C，熱處理后，調(diào)整真空腔中 的氣壓至l〇_6Torr。
[0013] 所述步驟四，翻轉(zhuǎn)，移出，包括如下具體步驟： (5. 1)對(duì)鍍膜后的樣品進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，使樣品沒有鍍膜的另一端面調(diào)整到等離子處理方 向； (5. 2)重復(fù)步驟一、二、三對(duì)樣品沒有鍍膜的端面進(jìn)行鍍膜； (5. 3)待樣品完全鍍膜后，鍍膜后的樣品移出真空腔，完成所有鍍膜。
[0014] 所述的樣品表面的吸附物清理是通過(guò)氟化物或用氬等離子體去除表面吸附物。
[0015] 所述的鈍化反應(yīng)氣體為硫化物或鍺娃化合物。
[0016] 本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明提供的這種半導(dǎo)體激光器腔鏡 制備方法，可以兼容化學(xué)和物理表面處理技術(shù)，提高了表面處理的選擇性和完整性；對(duì)設(shè)備 的設(shè)計(jì)要兼容腐蝕和非腐蝕氣體的處理；同時(shí)對(duì)激光腔兩端的腔鏡一起處理，這在目前半 導(dǎo)體激光領(lǐng)域還沒有先例，本系統(tǒng)采用了特有的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，可以集成實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)對(duì) 膜系等進(jìn)行動(dòng)態(tài)操作，而不是常規(guī)半導(dǎo)體設(shè)備按時(shí)間來(lái)控制操作流程。本方法采用了由下 向上的鍍膜設(shè)置方式，樣品在上，鍍膜材料在下。減少了雜質(zhì)顆粒的沾污。腔體中的沉積 顆粒不會(huì)掉落到樣品上。表面清潔，鈍化和雙面腔鏡鍍膜在同一真空腔中一次完成，減少了 樣品進(jìn)出操作次數(shù)可能帶來(lái)的失誤損壞，提高了成本率，并極大提高了生產(chǎn)效率；本方法在 同一設(shè)備基礎(chǔ)上集成了表面清潔，改性鈍化和介質(zhì)鍍膜技術(shù)，使清潔，鈍化和鍍膜之間建立 了無(wú)縫銜接，提高了成品的性能和成品率；雙面腔鏡一次處理完成，更強(qiáng)化了生產(chǎn)效率和質(zhì) 量穩(wěn)定性；本方法不同與真空表面處理技術(shù)，適合批量處理，生產(chǎn)效率高，成本低；本方法 采用了表面物理化學(xué)刻蝕技術(shù)，可以避免擴(kuò)散技術(shù)元素選擇的局限性；同時(shí)采用了表面物 理化學(xué)刻蝕技術(shù)，可以更有效飽和表面態(tài)，提高器件的穩(wěn)定性和壽命；同時(shí)采用了物理化學(xué) 表面刻蝕技術(shù)，對(duì)表面可以進(jìn)一步造型，減少表面缺陷，提高光學(xué)性能。
[0017] 以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 為進(jìn)一步闡述本發(fā)明達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及實(shí) 施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0020] 一種半導(dǎo)體激光器腔鏡制備方法，包括以下步驟： 步驟一，表面清潔； 步驟二，表面改性鈍化； 步驟三，介質(zhì)鍍膜； 步驟四，翻轉(zhuǎn)，重復(fù)步驟一到步驟三，移出。
[0021] 實(shí)施例1 如圖1所述的所述步驟一中的表面清潔具體步驟如下： 表面清潔： (2. 1)將半導(dǎo)體激光器腔鏡的樣品放入真空腔體中并固定在樣品架上； (2. 2)把樣品的兩個(gè)端面中的一個(gè)端面的方向調(diào)整到與等離子清潔處理方向相同的方 向； (2. 3)對(duì)腔體進(jìn)行抽真空處理，抽真空后腔體的氣壓達(dá)到l(T5Pa或l(T6Pa ; (2. 4)把樣品的溫度調(diào)節(jié)到350°C或400°C或450°C，并給真空腔中通入惰性氣體，調(diào)節(jié) 真空腔中的氣壓，使氣壓保持在1-lOtorr范圍內(nèi)，激活真空腔中的等離子體，待穩(wěn)定等離 子態(tài)，通過(guò)氟化物或用氬等離子體對(duì)樣品表面的吸附物進(jìn)行清理； (2. 5)采用電加熱或紅外燈以及熱電偶反饋來(lái)控制樣品溫度達(dá)到600°C，并通入惰性氣 體，調(diào)節(jié)氣壓到l-l〇torr范圍內(nèi)，激活等離子體，穩(wěn)定等離子態(tài)，控制偏壓30-50volt，對(duì) 樣品表面通過(guò)氟化物來(lái)去除表面表面氧化物； (2.6)處理結(jié)束后，抽去真空腔中處理后的氣體，并維持真空腔中的氣壓小于等于 lCr6tor;r。
[0022] 表面改性鈍化： (3. 1)對(duì)經(jīng)過(guò)表面清潔后的樣品進(jìn)行加熱，當(dāng)樣品溫度達(dá)到400°C或500°C，停止加熱， 并保持樣品的溫度；繼續(xù)在真空環(huán)境下對(duì)樣品表面處理； (3. 2)調(diào)整真空腔中的氣壓到KT6Torr，通入硫化物、鍺娃化合物等鈍化反應(yīng)氣體或氮 化物、氨氣，對(duì)樣品進(jìn)行飽和處理，并進(jìn)行退火處理； (3. 3)退火處理后，調(diào)整真空腔中的氣壓小于等于l(T6t〇rr，并為真空腔中通入干凈氬 氣或氮?dú)馊コ磻?yīng)氣體。
[0023] 介質(zhì)膜鍍膜： (4. 1)樣品的表面經(jīng)過(guò)改性純化后，設(shè)定機(jī)器進(jìn)入鍍膜設(shè)置，調(diào)整真空腔中的真空度至 l-3Torr，把經(jīng)過(guò)表面改性鈍化后的樣品進(jìn)行加熱，使樣品的溫度達(dá)到300°C _500°C ; (4. 2)激活等離子體，待活等離子體穩(wěn)定后，打開靶材窗口對(duì)已經(jīng)清潔并鈍化的樣品表 面進(jìn)行濺射或電子束介質(zhì)鍍膜； (4. 3)控制真空腔中的氣壓穩(wěn)定在l-10T〇rr，同時(shí)調(diào)整鍍膜速率1-5A/S和樣品的偏壓 l〇〇v對(duì)膜的原子層排列和致密性進(jìn)行工藝優(yōu)化處理； (4. 4)重復(fù)上述的i、ii、iii的步驟，直至完成鍍膜； (4. 5)鍍膜完成后，對(duì)樣品進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為500°C，熱處理后，調(diào)整真空腔中 的氣壓至l〇_6Torr。
[0024] 翻轉(zhuǎn)，重復(fù)表面清潔、表面改性鈍化、介質(zhì)膜鍍膜、步驟，移出： (5. 1)對(duì)鍍膜后的樣品進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，使樣品沒有鍍膜的另一端面調(diào)整到等離子處理方 向； (5. 2)重復(fù)步驟一、二、三對(duì)樣品沒有鍍膜的端面進(jìn)行鍍膜； (5. 3)待樣品完全鍍膜后，鍍膜后的樣品移出真空腔，完成所有鍍膜。
[0025] 可以看出，本實(shí)施例中表面清潔，鈍化和雙面腔鏡鍍膜在同一真空腔中一次完成， 減少了樣品進(jìn)出操作次數(shù)可能帶來(lái)的失誤損壞，提高了成本率，并極大提高了生產(chǎn)效率；本 方法在同一設(shè)備基礎(chǔ)上集成了表面清潔，改性鈍化和介質(zhì)鍍膜技術(shù)，使清潔，鈍化和鍍膜之 間建立了無(wú)縫銜接，提高了成品的性能和成品率；雙面腔鏡一次處理完成，更強(qiáng)化了生產(chǎn)效 率和質(zhì)量穩(wěn)定性；本方法不同與真空表面處理技術(shù)，適合批量處理，生產(chǎn)效率高，成本低； 本方法采用了表面物理化學(xué)刻蝕技術(shù)，可以避免擴(kuò)散技術(shù)元素選擇的局限性；同時(shí)采用了 表面物理化學(xué)刻蝕技術(shù)，可以更有效飽和表面態(tài)，提高器件的穩(wěn)定性和壽命；同時(shí)采用了物 理化學(xué)表面刻蝕技術(shù)，對(duì)表面可以進(jìn)一步造型，減少表面缺陷，提高光學(xué)性能。
[0026] 實(shí)施例2 表面清潔： (2. 1)將半導(dǎo)體激光器腔鏡的樣品放入真空腔體中并固定在樣品架上； (2. 2)把樣品的兩個(gè)端面中的一個(gè)端面的方向調(diào)整到與等離子清潔處理方向相同的方 向； (2. 3)對(duì)腔體進(jìn)行抽真空處理，抽真空后腔體的氣壓達(dá)到l(T6Pa ;抽真空后的氣壓更適 合對(duì)樣品的表面進(jìn)行清潔； (2. 4)把樣品的溫度調(diào)節(jié)到400°C，并給真空腔中通入惰性氣體，調(diào)節(jié)真空腔中的氣壓， 使氣壓保持在lOtorr，激活真空腔中的等離子體，待穩(wěn)定等離子態(tài)，并對(duì)樣品表面的吸附物 進(jìn)行清理；溫度過(guò)高或氣壓過(guò)高，會(huì)是惰性氣體失去其功能，溫度或氣壓過(guò)低，等離子體將 得不到激活； (2. 5)采用電加熱或紅外燈以及熱電偶反饋來(lái)控制樣品溫度達(dá)到600°C，并通入惰性氣 體，調(diào)節(jié)氣壓到lOtorr范圍內(nèi)，激活等離子體，穩(wěn)定等離子態(tài)，控制偏壓40volt，對(duì)樣品 表面通過(guò)氟化物來(lái)去除表面氧化物； (2. 6)處理結(jié)束后，抽去真空腔中處理后的氣體，并維持真空腔中的氣壓為l(T6torr。
[0027] 表面改性鈍化： (3. 1)對(duì)經(jīng)過(guò)表面清潔后的樣品進(jìn)行加熱，當(dāng)樣品溫度達(dá)到450°C，停止加熱，并保持樣 品的溫度；繼續(xù)在真空環(huán)境下對(duì)樣品表面處理； (3. 2)調(diào)整真空腔中的氣壓到KT6Torr，通入硫化物、鍺娃化合物等鈍化反應(yīng)氣體或氮 化物、氨氣，對(duì)樣品進(jìn)行飽和處理，并進(jìn)行退火處理； (3. 3)退火處理后，調(diào)整真空腔中的氣壓小于等于l(T6t〇rr，并為真空腔中通入干凈氬 氣或氮?dú)馊コ磻?yīng)氣體。
[0028] 介質(zhì)膜鍍膜： (4. 1)樣品的表面經(jīng)過(guò)改性純化后，設(shè)定機(jī)器進(jìn)入鍍膜設(shè)置，調(diào)整真空腔中的真空度至 2Torr，把經(jīng)過(guò)表面改性鈍化后的樣品進(jìn)行加熱，使樣品的溫度達(dá)到400°C ;過(guò)高或過(guò)低的溫 度和真空度不適合鍍膜過(guò)程中，膜的粘附。
[0029] (4. 2)激活等離子體，待活等離子體穩(wěn)定后，打開靶材窗口對(duì)已經(jīng)清潔并鈍化的樣 品表面進(jìn)行濺射或電子束介質(zhì)鍍膜； (4. 3)控制真空腔中的氣壓穩(wěn)定在5Torr，同時(shí)調(diào)整鍍膜速率1-5A/S和樣品的偏壓約 l〇〇v對(duì)膜的原子層排列和致密性進(jìn)行工藝優(yōu)化處理； (4. 4)重復(fù)上述的i、ii、iii的步驟，直至完成鍍膜； (4. 5)鍍膜完成后，對(duì)樣品進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為500°C，熱處理后，調(diào)整真空腔中 的氣壓至l〇_6Torr。
[0030] 翻轉(zhuǎn)，重復(fù)表面清潔、表面改性鈍化、介質(zhì)膜鍍膜、步驟，移出： (5. 1)對(duì)鍍膜后的樣品進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，使樣品沒有鍍膜的另一端面調(diào)整到等離子處理方 向； (5. 2)重復(fù)步驟一、二、三對(duì)樣品沒有鍍膜的端面進(jìn)行鍍膜； (5. 3)待樣品完全鍍膜后，鍍膜后的樣品移出真空腔，完成所有鍍膜。
[0031] 表一：本發(fā)明與傳統(tǒng)半導(dǎo)體激光腔鏡技術(shù)性能對(duì)照表：

【權(quán)利要求】
1. 一種半導(dǎo)體激光器腔鏡制備方法，其特征在于，集成端面處理，即一次性真空中完 成雙端面腔鏡的介質(zhì)膜鍍膜以及需要的前期輔助步驟，包括表面清潔和改性鈍化處理，其 具體步驟如下： 步驟一，表面清潔； 步驟二，表面改性鈍化； 步驟三，介質(zhì)膜鍍膜； 步驟四，樣品翻轉(zhuǎn)，重復(fù)步驟一到步驟三，移出。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器腔鏡制備方法，其特征在于：所述步驟一中的表 面清潔是通過(guò)以下步驟進(jìn)行的： (2. 1)將半導(dǎo)體激光器腔鏡的樣品放入真空腔體中并固定在樣品架上； (2. 2)把樣品的兩個(gè)端面中的一個(gè)端面的方向調(diào)整到與等離子清潔處理方向相同的方 向； (2. 3)對(duì)腔體進(jìn)行抽真空處理，抽真空后腔體的氣壓達(dá)到l(T5torr?l(T6torr; (2. 4)把樣品的溫度調(diào)節(jié)到350°C?450°C，并給真空腔中通入惰性氣體，調(diào)節(jié)真空腔 中的氣壓，使氣壓保持在1-lOtorr范圍內(nèi)，激活真空腔中的等離子體，待穩(wěn)定等離子態(tài)，并 對(duì)樣品表面的吸附物進(jìn)行清理； (2. 5)采用電加熱或紅外燈以及熱電偶反饋來(lái)控制樣品溫度達(dá)到600°C，并通入惰性氣 體，調(diào)節(jié)氣壓到l-l〇torr范圍內(nèi)，激活等離子體，穩(wěn)定等離子態(tài)，控制偏壓30-50volt，對(duì) 樣品表面通過(guò)氟化物來(lái)去除表面氧化物； (2.6)處理結(jié)束后，抽去真空腔中處理后的氣體，并維持真空腔中的氣壓小于等于lCr6tor;r。
3. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器腔鏡制備方法，其特征在于：所述步驟二中的表 面改性鈍化是按照以下步驟完成的： (3. 1)在步驟一的基礎(chǔ)上，對(duì)經(jīng)過(guò)表面清潔后的樣品進(jìn)行加熱，當(dāng)樣品溫度達(dá)到 400°C?500°C，停止加熱，并保持樣品的溫度； (3. 2)調(diào)整真空腔中的氣壓到l(T6T〇rr，通入鈍化反應(yīng)氣體或氨氣或氮化物對(duì)樣品表面 進(jìn)行飽和鈍化處理，并進(jìn)行退火處理； (3. 3)退火處理后，調(diào)整真空腔中的氣壓小于等于l(T6t〇rr，并為真空腔中通入干凈氬 氣或氮?dú)馊コ磻?yīng)氣體。
4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器腔鏡制備方法，其特征在于：所述步驟三，介質(zhì)膜 鍍膜，包括如下具體步驟： (4. 1)在步驟二的基礎(chǔ)上，設(shè)進(jìn)入樣品鍍膜，樣品的表面改性純化后，調(diào)整真空腔 中的真空度至l-3T〇rr，把經(jīng)過(guò)表面改性鈍化后的樣品進(jìn)行加熱，使樣品的溫度達(dá)到 300-500°C； (4. 2)激活等離子體，待等離子體穩(wěn)定后，對(duì)已經(jīng)清潔并鈍化的樣品表面進(jìn)行濺射或 電子束介質(zhì)鍍膜； (4. 4)控制真空腔中的氣壓穩(wěn)定在l-10T〇rr，通過(guò)調(diào)整鍍膜速率1-5A/S和樣品的偏壓l〇〇v對(duì)膜的原子層排列和致密性進(jìn)行工藝優(yōu)化處理； (4. 5)重復(fù)上述的i、ii、iii的步驟，直至完成介質(zhì)膜膜系鍍膜； (4. 6)鍍膜完成后，對(duì)樣品進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為500°C，熱處理后，調(diào)整真空腔中 的氣壓至l〇_6Torr。
5. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器腔鏡制備方法，其特征在于：所述步驟四，翻轉(zhuǎn)， 移出，包括如下具體步驟： (5. 1)對(duì)鍍膜后的樣品進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，使樣品沒有鍍膜的另一端面調(diào)整到等離子處理方 向； (5. 2)重復(fù)步驟一、二、三對(duì)樣品沒有鍍膜的端面進(jìn)行鍍膜； (5. 3)待樣品完全鍍膜后，鍍膜后的樣品移出真空腔，完成所有鍍膜。
6. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體激光器腔鏡制備方法，其特征在于：所述的樣品表面的 吸附物清理是通過(guò)氟化物或用氬等離子體去除表面吸附物。
7. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體激光器腔鏡制備方法，其特征在于：所述的鈍化反應(yīng)氣 體為硫化物或鍺硅化合物。
【文檔編號(hào)】C23C14/22GK104377543SQ201410643677
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】吳建耀, 宋克昌, 楊國(guó)文 申請(qǐng)人:西安立芯光電科技有限公司