TOSA中pin背光探测器的P-I非线性特性研究

TOSA中用到的pin背光探测器是监测与控制LD前光输出特性的敏感器件,其光功率(P)和光电流(I)应具有线性关系。测试发现,不同结构和尺寸的探测器的P-I特性可能有所不同。目前普遍使用的正面进光的pin平面型光探测器,常存在某种范围的P-I非线性。分析指出,这种非线性与器件内部结构、表面接触层情况、入射光密度、外加负偏压大小和负载电阻有关;并指出,当pin-PD中pi结位置合适、外加负偏压1.5 V以上,负载电阻1 kW,LD前光入射光功率8 mW以下,则pin背光探测器的P-I非线性可忽略。

单片集成的低暗电流1.3μm激光二极管和探测器芯片

为了在单片上实现半导体激光二极管与探测器的集成,开展了外延材料生长及结构工艺的设计研究。通过刻蚀工艺引入隔离区的方法制备了集成背光探测器的1.3μm InGaAsP/InP半导体激光二极管芯片。管芯的光电性能测试显示,激光二极管具有较低的阈值电流17.62 m A,较高的斜率效率0.13 m W/mA,输出功率可达11 m W;在-0.7 V的反向偏压下,探测器区域对光信号具有良好的线性响应,MPD的光电流超过0.3 m A,在-1.7 V的反向偏压下,暗电流可低至25 nA。

MPD芯片高温老化试验后的失效分析

对光模块在高温老化可靠性试验中,出现的激光器的背光探测器(MPD)芯片失效的现象进行了分析。首先,通过PIV测试仪、高倍显微镜和扫描电镜等手段对激光器中的MPD芯片失效原因进行了分析。结果表明,该芯片失效的原因为:导电胶在高温老化过程出现银迁移现象,芯片正负极之间逐渐形成导电通路,从而导致失效器件中的背光MPD的PN结热击穿,进而造成整颗芯片烧毁。然后,分析了银迁移的机理。最后,从工艺控制、产品检测和设备调试3个方面提出了改进措施,对于降低此类失效现象发生的风险,提高MPD芯片封装的可靠性具有重要的参考价值。