管芯测量观察装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是半导体激光或发光二极管管芯的测量观察装置，属于半导体光辐射器件制造或处理时的测量设备。它由抽气泵，通气泵阀，使管芯绕轴和自身作３６０°旋转和上下移动的机械调节机构及观察显微镜组成。本实用新型专利技术配以测量仪器可以测量激光器或发光二极管的电学特性，电光特性，也可观察激光二极管管芯的解理腔面，通气泵阀可使管芯方便的吸附在吸片针上及使管芯自然落入管芯盒中。是ＬＤ与ＬＥＤ研究制造过程中的有效监测工具。（*该技术在1997年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术是半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)管芯的测量观察装置，属于半导体光辐射器件制造或处理时的测量设备。近年来，随着光纤通讯技术，光电传感技术，自动控制技术，光盘存贮技术等领域的发展，半导体激光与发光二极管的研究与制造也有了迅速的进展。为得到高质量的LD与LED器件，提高LD与LED制造的成品率，在研究制造过程中，要对管芯质量进行必要的参数测量，例如测量电流－电压(I－V)特性、电流－光功率(I－P)特性，阈值电流(Ith)等电学性能，对解理腔面进行观察等，以研究影响管芯质量的各种因素，找出改进管芯质量，提高管芯成品率的工艺方案，缩短研制周期，并剔除不合格的管芯，减轻装架热压等后工艺的压力，节省人力和原材料，同时可进一步研究后工艺对器件性能的影响。因此，对管芯的测量与观察是器件工艺中的重要环节。国内基本上是在探针台上用JT－1晶体管特性图示仪进行管芯测量，这种方法只能测量I－V特性，不能测量I－P特性，也不能观察解理腔面，而且探针会损伤管芯。国外用管芯测试工作台来完成管芯的特性测量与分析，但也没有见到既能综合测量电学特性、电光特性、又能观察解理腔面的测量观察台。另外，为减少管芯的人为损伤，常采用真空吸片装置吸住管芯，但由于吸片针与管芯的粘附，当真空气路阻断时，常常不能使小的管芯脱开吸片针，而在测量时，往往仍用探针作为电极，因而仍会引起管芯损伤。本技术的管芯测量观察装置是为LD与LED的研制而设计的，它既能方便地观察管芯的二个解理腔面，又能与测量记录仪表配合，测量其电学、电光特性并进行记录。本技术直接将吸片针作为上电极，完全不用探针，同时，采用专门设计的通气泵阀，可使真空气路断开的同时产生一正压气流，使管芯与吸片针自然脱开，避免了管芯的机械损伤。本技术由抽气泵，通气泵阀、管芯测试观察台及观察显微镜构成。抽气泵提供负压吸片。通气泵阀包括阀栓、阀体、弹簧、阀座和进出导气管，阀体上设有放气孔。在使用时，无外力作用时，该泵阀处于与真空气路常通状态。常通气路可使管芯吸附在吸片针上。当测量观察结束时，按下阀栓，阻断与抽气泵相通的真空常通气路，迅速接通放气孔，产生一正压，把管芯从吸片针上自动吹落。管芯测量观察台主要由机械调节机构，吸片针和气路、光电探测器及探测器座，绝缘垫片和线路板，底座等构成。机械调节机构可使吸片针连同管芯绕轴作360°旋转和上下位移，也可使吸片针和管芯自身在平面内作360°旋转以观察器件的二个解理腔面。吸片针自身作为LD，或LED的上电极，通过转臂、旋转轴接至线路板，并通过绝缘底座绝缘。探测器座或底座的上部置有下电极，上下电极间连接电源(直流，脉冲锯齿波等信号源)，以提供LD或LED测试电流。对于面发光型二极管(SLED)，光电探测器可置于吸片针的下方(下电极的下方)，对边发光二极管 (ELED)或激光器，则将光电探测器置于以吸片针为轴的柱面位置上，对准LD或LED光束。则可检测LD或LED的输出光功率，光波形观察显微镜用于解理腔面的观察，通过直角棱镜及吸片针的转动，可方便地观察各个方向上解理面的情况。使用本技术，可方便地观察解理腔面和测量LD或LED的电学特性和电光特性。配以显微摄影装置和记录仪表，可以把解理腔面和电学特性、电光特性记录下来。可大大地减少管芯的机械损伤。可对管芯质量进行有效的检查，剔除不合格管芯，减轻后工艺的压力，提高工作效率，节省了后工艺的人力、物力。也便于对管芯进行自动化分拣。图1是本技术的示意图。图中〔1〕是抽气泵，〔2〕是通气泵阀，〔3〕是管芯测量观察台，〔4〕是观察显微镜，〔5〕是直角棱镜，〔6〕是抽气(通气)管。图2与图3分别是对面发光二极管(SLED)和边发光二极管(ELED)或激光二极管(LD)的测量观察台的实施例。其主要差别在于光电探测器的安装位置。SLED的测量观察台的光电探测器安装在吸片针的下方，ELED及LD测量观察台的光电探测器安装在吸片针为轴的柱面位置上。图中〔11〕是管芯方向调节盘，使管芯(吸片针)绕自身轴旋转，〔12〕是固定螺母，〔13〕是吸管，〔14〕是调节摇臂高低从而调节管芯上下位置的调节螺母，〔15〕是定位梢，〔16〕是垫圈，〔17〕、〔18〕是上下固定销定位帽，〔19〕是摇臂，〔20〕是密封螺钉， 〔21〕是摇臂定位螺钉，〔22〕弹簧，〔23〕定位弹子，〔24〕弹簧罩盖，〔25〕套环，〔26〕弹簧座，〔27〕弹簧，〔28〕管芯座，兼作下电极，〔29〕摇臂轴，用螺钉固定在底座上，并兼作导电通路用，〔30〕底座，用尼龙、胶木、有机玻璃或塑料等绝缘材料制作，兼作电绝缘用，〔31〕探测器座，〔32〕光电探测器，〔33〕吸片针，兼作上电极，〔34〕线路板，〔35〕导气管(气路)，〔36〕底盖板，〔37〕弹簧，〔38〕绝缘环，〔39〕电极垫圈，〔40〕下电极定位罩，它与下电极〔28〕相连，兼电极通路作用，〔41〕下电极定位帽，〔42〕下电极底座，〔43〕可旋转探测器内电极，〔44〕探测器内电极座，〔45〕可旋转探测器外电极，〔46〕探测器外电极座，〔47〕绝缘垫圈，由〔42〕，〔43〕，〔44〕，〔45〕，〔46〕，〔47〕等组成的可旋转探测器座，使探测器可绕管芯 作360°的旋转，这样可方便地观察边发光二极管或激光二极管芯片不同方向上的电光特性，〔48〕电极弹簧，其作用将使管芯免受外力损伤并使有良好的电气通路。图2与图3的测量观察台当然可以结合起来，在底板不同位置的下部和侧面各按装一个光电探测器，即可用一套装置，既可测量SLED，又可测量观察ELED与LD的芯片。图2与图3中的发光管(或激光管)及光电探测器的电极都通过螺钉直接连接到线路板〔34〕上。图4是本技术通气泵阀〔2〕的结构图。图中〔61〕是揿动阀栓，〔62〕是阀体，〔63〕是弹簧，〔64〕是阀座，〔65〕是与抽气泵相连的导气管，〔66〕是连接管芯测量观察台的导气管，〔67〕是连接大气的放气孔。使用本技术时，开动抽气泵，旋转摇臂〔19〕并旋动调节螺母〔14〕，将吸片针管对准管芯，将管芯吸起来，转动摇臂至测量观察台管芯座上方－即下电极〔28〕的上方，旋动方向调节盘〔11〕，可在显微镜下通过直角棱镜观察管芯的解理腔面，然后转动方向调节盘〔11〕180°即可观察另一个解理腔面。接着调节调节螺母〔14〕，将管芯压在管芯座〔28〕上，以吸片针管作上电极(对ELED或LD，上电极可正可负，而对SLED来说上电极一般为十极，发光孔对准狭缝而将光束射到光电探测器上。)管芯座作为下电极，此时，即可对管芯加偏压，测量电学特性及电光特性，当测试完毕时，通过调节螺母〔14〕提起管芯，转动摇臂〔19〕至管芯盒上方，揿动通气泵阀，即有一气流将管芯从片针上吹到管芯盒里。本技术对LD与LED管芯的质量监控，对影响LD与LED质量的各种因素的研究，提供了有效的工具。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光或发光二极管的测量观察装置，它由抽气泵、通气泵阀、管芯测量观察台和观察显微镜构成，本实用新型的特征在于管芯测量观察台有探测光功率的光电探测器；有包括在平面上使管芯绕轴作３６０°旋转的摇臂，使管芯自身作３６０°旋转的方向调节盘和调节摇臂和管芯高度的调节螺母所构成的机械调节机构，以及有可抽空或通气的导气管路；通气泵阀有与抽气泵和测量观察台相连的导气管及与大气相连的放气孔；管芯观察台的吸片针兼作上电极，上电极与下电极间有绝缘材料制成的绝缘底座。

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光或发光二极管的测量观察装置，它由抽气泵、通气泵阀、管芯测量观察台和观察显微镜构成，本实用新型的特征在于管芯测量观察台有探测光功率的光电探测器；有包括在平面上使管芯绕轴作360°旋转的摇臂，使管芯自身作360°旋转的方向调节盘和调节摇臂和管芯高度的调节螺母所构成的机械调节机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑞璋，
申请(专利权)人：中国科学院上海冶金研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]