半导体光电从诞生到现在也就几十年的时间，而最近短短十几年间，技术不断突破，致使光电行业迅猛发展。如今，光电子器件广泛应用于光通讯、光显示、手机相机、夜视眼镜、光电瞄具、红外探测、红外制导、医学探测和透视等多个领域。

近几年在光通信中大火的光模块，其内部最核心的器件是半导体激光器。在光模块中，常见的是FP、DFB和VCSEL激光器。其中，传输距离在40 km以内的光模块一般使用FP激光器；传输距离在40 km以外的光模块一般使用DFB激光器。这是因为：DFB激光器的谱宽一般都比较窄，是分布式负反馈的单纵模，而FP激光器的谱宽相对比较宽，是一个多纵模的激光器。

(光模块中的激光器)

那么这些激光器怎么做出来的呢？今天我们就简单聊聊这个。

其实这些激光器器件中的核心是激光芯片。众所周知，我们平时使用的电脑和手机中有大量的芯片，这些芯片都是从一片很大的晶圆中一块块切下来的。激光器芯片的工艺从原理上与半导体IC的制造工艺有很多相似之处。

想要做出一个实际可用的半导体激光器芯片，其基本工艺为：

流程一 ：衬底的选择和制备

衬底是用于外延生长的基片，是器件制造的第一步。由于外延生长的结果受衬底结晶质量的影响，衬底必须考虑与形成异质结材料的晶格匹配（可加缓冲层）；必须有规定误差范围内的晶向；要有适当的掺杂浓度和一定的厚度；衬底表面和内部的缺陷密度要低，几何参数（TTV、BOW、Ra等）一定要好。

（采用垂直温度梯度凝固VGF生长的InP）

流程二：外延生长

外延生长是半导体激光器制造中的核心工艺，它是决定器件性能和成品率的关键步骤。外延生长就是在衬底片上生长多层的一元或多元化合物，形成同质结或异质结。常用外延生长工艺有LPE、MOCVD、MBE等。

（MOCVD设备）

流程三：腐蚀&刻蚀

腐蚀是根据激光器设计和材料，制备所需各种结构和形状。它分湿法腐蚀和干法刻蚀两种。干法刻蚀的方式有：等离子刻蚀，反应离子刻蚀，磁回旋共振刻蚀，干法刻蚀主要是刻蚀精细结构。

（南OB欧宝·体育电的刻蚀机）

流程四：扩散

将一定数量和一定种类的杂质掺入到晶体中，并使掺入杂质数量和分布情况满足要求。扩散可以改变半导体材料的电学、光学性质。

流程五 电极（欧姆接触）

电极制作又称欧姆接触，金属的攻函数等于半导体的亲和能，什么样的半导体材料选择什么样的金属靶材。电极制作的好坏直接影响激光器的功率转换和可靠性。

流程六：解理、镀膜

解理技术是将片子裂片成一根根Bar条，获得平行反射腔面，一面镀增透膜另一面镀增反膜。解理也可将Bar条裂片成单个芯片，通过扩晶可将芯片一颗颗分开。

（南OB欧宝·体育电的解理机与DFB激光芯片）

流程七：贴片

贴片是将激光器芯片用焊料贴在热沉上。焊料一般使用金锡合金，金锡合金的优点有：焊点高（278℃）、强度大、无需助焊剂，且小面积就可实现高可靠性连接。焊料–金锡Au80Sn20的导热率大，有利于激光器的散热。贴片时既要保持粘结牢固，粘润要均匀，但所用焊料又不能太多，温度不能太高，以防止焊料溢出破坏解理面，甚至破坏有源区。

（南OB欧宝·体育电的贴片机）

流程八：金丝键合

键合是将金丝超声热压键合到需要连接的管芯上，作为电流注入的引线。金丝一般选用直径为1mil（即25um）纯度为99.999%的金线，但也有使用硅铝丝。焊接模式有两种：球焊和楔焊。楔焊用于高频、射频这些特殊应用，避免信号损伤。光电行业绝大都使用球焊，因为牢固稳定。

（南OB欧宝·体育电的金丝键合机与金线）