一种结合紫外光和红外光的新型激光器及其生产工艺的制作方法

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种结合紫外光和红外光的新型激光器及其生产工艺。

背景技术

自然界的主要紫外线光源是太阳。太阳光透过大气层时波长短于米的紫外线为大气层中的臭氧吸收掉。人工的紫外线光源有多种气体的电弧(如低压汞弧、高压汞弧)，紫外线有化学作用能使照相底片感光，荧光作用强，日光灯、各种荧光灯和农业上用来诱杀害虫的黑光灯都是用紫外线激发荧光物质发光的。紫外线还有生理作用，能杀菌、消毒、治疗皮肤病和软骨病等。紫外线的粒子性较强，能使各种金属产生光电效应。

红外线（infrared）是波长介于微波与可见光之间的电磁波，波长在1mm到760纳米（nm）之间，比红光长的非可见光。

高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。含热能，太阳的热量主要通过红外线传到地球。红外线的治疗效果：红外线可以改善血液循环，增加细胞的吞噬功能，消除肿胀，促进炎症消散，治疗慢性炎症。

红外线的日常应用：红外线在日常生活中应用也非常广泛，高温杀菌、监控设备、手机的红外接口、宾馆的房门卡、电视机遥控器等，都有红外线的影子。激光演示（舞台效果），激光测距（测速），激光扫描（表面三维呈现，粗糙度等），激光指示，激光快速成型，激光激发（核聚变等），激光投影，激光照明（这个好像还是概念），激光打标，选择性去除材料，蚀刻，内雕，焊接，激光防伪，激光精密微加工，钣金切割，切割钻孔蚀刻刻槽标记等等。人体激光刀手术技术逐步成熟，激光在雷达检测，户内外监控、目标跟踪应用日新月异。

随着社会的进步，紫光与红外激光器的应用越来越广，在军用及民用特殊领域，现有紫光、红外激光器单一产品，无法满足特殊领域需求，医学等领域急需紫光和红外在一个光学器件上。

现有的激光器，大多为红外线激光器或紫外线激光器，功能单一，没有紫外光和红外光同时并存的激光器。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种结合紫外光和红外光的新型激光器及其生产工艺，旨在解决现有激光器产品单一，无法将紫外光和红外光结合的需求。

本发明是这样实现的：一种结合紫外光和红外光的新型激光器，包括aln薄膜板，所述aln薄膜板上表面设有mocvd设备，所述mocvd设备内包括两并列设置的紫外腔室和红外腔室；

所述紫外腔室内从下到上依次设有共晶焊层、aln衬板、钛层、aigan过渡层、n-gan接触层、seliznsiingan/gan量子阱、p-gan接触层、gap过渡层、sb/au接触层、金属层以及模顶硅胶层，所述共晶焊层同时位于所述aln薄膜板上表面，所述共晶焊层与所述aln薄膜板之间设有焊盘，所述焊盘上设有线路，所述金属层上设有金线；

所述红外腔室内从下到上依次设有共晶焊层、aln衬板、gaas层、n-gaas过渡层、n-ingaas/gaas-dbr层、bliaigaas/bliingaas-qw有源层、p-aigaas/gaas-dbr层、p-aigaas/gaas过渡层、sb/au接触层、金属层以及模顶硅胶层，所述共晶焊层同时位于所述aln薄膜板上表面，所述共晶焊层与所述aln薄膜板之间设有焊盘，所述焊盘上设有线路，所述金属层上设有金线。

在本具体实施例中还包括，所述紫外腔室和红外腔室之间通过隔离肋隔离。

在本具体实施例中还包括，所述aln薄膜板的长度大于所述mocvd设备的长度。

在本具体实施例中还包括，所述共晶焊层为ausnaibsb，其质量比为au：sn：ai：b：sb=78：16：3：2：1。

在本具体实施例中还包括，所述seliznsiingan/gan量子阱内参杂有se、li、zn、si，参杂质量比为万分之一至十万分之一。

在本具体实施例中还包括，所述bliaigaas/bliingaas-qw有源层内参杂有li、b，参杂质量比为万分之三至万分之五。

在本具体实施例中还包括，所述mocvd设备中还包括气控单元、控制单元、反应室、pc机以及尾气处理器，所述pc机用于控制所述控制单元，所述控制单元用于控制气控单元和反应室，气体经过反应室反应后，再通过所述尾气处理器进行处理。

本发明还提供了另一种结合紫外光和红外光的新型激光器的生产工艺，包括以下步骤：

s1、将mocvd设备放置于aln薄膜板上，并用隔离肋将所述mocvd设备分割为紫外腔室和红外腔室；

s2、将载气，如氢气h2、氨气nh3、氮气n2送入mocvd设备内，同时控制好mo源和电子特气；

s3、同时在紫外腔室内生长紫外光外延片，在红外腔室内生长红外光外延片；

s4、在紫外光外延片和红外光外延片上分别制作电极，并在所述紫外光外延片和红外光外延片上制作金属层以及模顶硅胶层，并在金属层上焊接金线；

s5、同时点亮红外光和紫外光，其中，所述紫外光电磁谱中波长0.01~0.04微米，所述红外光波长为0.75～1000微米μm。

在本具体实施例中还包括，所述紫外光外延片从下到上依次设置有共晶焊层、aln衬板、钛层、aigan过渡层、n-gan接触层、seliznsiingan/gan量子阱、p-gan接触层、gap过渡层以及sb/au接触层，所述共晶焊层同时位于所述aln薄膜板上表面；其中，所述共晶焊层为ausnaibsb，其质量比为au：sn：ai：b：sb=78：16：3：2：1；所述seliznsiingan/gan量子阱内参杂有se、li、zn、si，参杂质量比为万分之一至十万分之一。

在本具体实施例中还包括，所述红外光外延片从下到上依次设置有共晶焊层、aln衬板、gaas层、n-gaas过渡层、n-ingaas/gaas-dbr层、bliaigaas/bliingaas-qw有源层、p-aigaas/gaas-dbr层、p-aigaas/gaas过渡层以及sb/au接触层，所述共晶焊层同时位于所述aln薄膜板上表面，其中，所述bliaigaas/bliingaas-qw有源层内参杂有li、b，参杂质量比为万分之三至万分之五。

本申请的有益效果为：通过将红外光和紫外光一起应用于激光中，可以满足激光器在多种领域内使用，紫外光具有生理作用，能杀菌、消毒、治疗皮肤病和软骨病等。紫外光中的粒子性较强，能使各种金属产生光电效应。红外光可以高温杀菌，同样具有治疗功能，将两者结合起来，可以广泛应用于军事、医学等多种特殊领域；同时，由于aln薄膜板与aln衬板都是aln同一材料，适配性好，无缺陷，且由于共晶焊层ausnaibsb，加之seliznsiingan/gan量子阱层内参杂有se、li、zn、si，bliaigaas/bliingaas-qw有源层内参杂有li、b，增加了seliznsiingan/gan量子阱层和bliaigaas/bliingaas-qw有源层的厚度，大大提高了粒子被激发的几率，使紫外光与红外光效率都得到显著的提高。

附图说明

图1是本发明结合紫外光和红外光的新型激光器提供的激光器整体结构示意图；

图2是本发明结合紫外光和红外光的新型激光器提供的mocvd设备结构示意图；

图3是本发明一种结合紫外光和红外光的新型激光器的生产工艺步骤流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述：

如图1-2所示，本发明提供了一种结合紫外光和红外光的新型激光器，包括aln薄膜板1，aln薄膜板1上表面设有mocvd设备2，具体地，aln薄膜板1的长度大于mocvd设备2的长度，如此一来，可以使mocvd设备2平稳地放置在aln薄膜板1上。aln是原子晶体，属类金刚石氮化物，最高可稳定到2200℃，室温强度高，且强度随温度的升高下降较慢。导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。抗熔融金属侵蚀的能力强，是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料。aln还是电绝缘体，介电性能良好。aln薄膜板1还具有优异的物理化学性质，如：热稳定性好以及零号的光学性能。在本具体实施中，aln薄膜板1可使用化学气相沉积法、反应分子束外延法、等离子体辅助化学气相沉积法以及激光化学气相沉积法等方法制备。

进一步地，所述mocvd设备2内包括两并列设置的紫外腔室3和红外腔室4。紫外腔室3和红外腔室4之间通过隔离肋隔离5。如此一来，可以防止紫外光和红外光相互污染，使两者独立生长。

进一步地，所述紫外腔室3内从下到上依次设有共晶焊层31、aln衬板32、钛层33、aigan过渡层34、n-gan接触层35、seliznsiingan/gan量子阱层36、p-gan接触层37、gap过渡层38、sb/au接触层39、金属层6以及模顶硅胶层7，所述共晶焊层31同时位于aln薄膜板1上表面，共晶焊层31与aln薄膜板1之间设有焊盘11，所述焊盘11上设有线路，所述金属层6上设有金线。在本具体实施例中，所述共晶焊层31为ausnaibsb，其质量比为au：sn：ai：b：sb=78：16：3：2：1。在本具体实施例中，所述seliznsiingan/gan量子阱36内参杂有se、li、zn、si，参杂质量比为万分之一至十万分之一。

具体地，共晶焊层31采用共晶焊技术，共晶焊技术在电子封装行业得到广泛应用，与传统的环氧导电胶粘接相比，共晶焊接具有热导率高、电阻小、传热快、可靠性强、粘接后剪切力大的优点，适用于高频、大功率器件中芯片与基板、基板与管壳的互联。对于有较高散热要求的功率器件必须采用共晶焊接。共晶焊是利用了共晶合金的特性来完成焊接工艺的。且由于共晶焊层31为ausnaibsb，加之seliznsiingan/gan量子阱层36内参杂有se、li、zn、si，增加了seliznsiingan/gan量子阱层36的厚度，大大提高了粒子被激发的几率，使紫外光都得到显著的提高。

在本具体实施例中，将所述aln衬板32放在共晶焊层31上，生长钛，钛是一种银白色的过渡金属，其特征为重量轻、强度高、具金属光泽，耐湿氯气腐蚀，可以进一步防止激光器腐蚀失去光泽。

进一步地，所述红外腔,4内从下到上依次设有共晶焊层31、aln衬板32、gaas层41、n-gaas过渡层42、n-ingaas/gaas-dbr层43、bliaigaas/bliingaas-qw有源层44、p-aigaas/gaas-dbr层45、p-aigaas/gaas过渡层46、sb/au接触层39、金属层6以及模顶硅胶层7，共晶焊层31同时位于aln薄膜板1上表面，共晶焊层31与aln薄膜板1之间设有焊盘11，焊盘11上设有线路，金属层6上设有金线。在本具体实施例中bliaigaas/bliingaas-qw有源层44内参杂有li、b，参杂质量比为万分之三至万分之五。

具体地，由于bliaigaas/bliingaas-qw有源层44内参杂有li、b，增加了bliaigaas/bliingaas-qw有源层44的厚度，大大提高了粒子被激发的几率，使红外光效率都得到显著的提高。

进一步地，所述mocvd设备2中还包括气控单元21、控制单元22、反应室23、pc机24以及尾气处理器25，pc机24用于控制控制单元22，控制单元22用于控制气控单元21和反应室23，气体经过反应室23反应后，再通过所述尾气处理器25进行处理。

具体地，将氢气h2、氨气nh3、氮气n2等送入mocvd设备2内，同时控制好mo源26和电子特气27，将控制后的mo源26和电子特气27送入气控单元21中，气控单元21将气体送进反应室23中，由尾气处理器25进行处理，最后排放到大气中，同时，pc机24用于控制控制单元21，控制单元22用于控制气控单元21和反应室23。aln衬板32产生气体也将进入反应室23进行处理。其中，电子特气27广泛应用于半导体、微电子和相关的太阳能电池等高科技产业，或用于薄膜沉积、刻蚀、掺杂、钝化、清洗，或用作载气、保护气氛等等，在本具体实施例中电子特气27的纯度为ppb级或ppt级，并将电子特气27传输到气控单元21，如此一来，对气体纯度的影响降至最小，从而极大地改善工艺能力，降低产品缺陷，提高制程的产量，满足半导体技术发展的需要。

请进一步参阅图3，本发明还提供了另一种结合紫外光和红外光的新型激光器的生产工艺，包括以下步骤：

s1、将mocvd设备2放置于aln薄膜板1上，并用隔离肋5将所述mocvd设备2分割为紫外腔室3和红外腔室4，可以防止紫外光和红外光相互污染，使两者独立生长。

具体地，aln薄膜板1的长度大于mocvd设备2的长度，如此一来，可以使mocvd设备2平稳地放置在aln薄膜板1上。aln是原子晶体，属类金刚石氮化物，最高可稳定到2200℃，室温强度高，且强度随温度的升高下降较慢。导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。抗熔融金属侵蚀的能力强，是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料。aln还是电绝缘体，介电性能良好。aln薄膜板还具有优异的物理化学性质，如：热稳定性好以及零号的光学性能。在本具体实施中，aln薄膜板可使用化学气相沉积法、反应分子束外延法、等离子体辅助化学气相沉积法以及激光化学气相沉积法等方法制备。

s2、将载气，如：氢气h2、氨气nh3、氮气n2送入mocvd设备2内，同时控制好mo源26和电子特气27，电子特气27广泛应用于半导体、微电子和相关的太阳能电池等高科技产业，或用于薄膜沉积、刻蚀、掺杂、钝化、清洗，或用作载气、保护气氛等等，在本具体实施例中电子特气27的纯度为ppb级或ppt级，并将电子特气27传输到气控单元21，如此一来，对气体纯度的影响降至最小，从而极大地改善工艺能力，降低产品缺陷，提高制程的产量，满足半导体技术发展的需要。

s3、同时在紫外腔室3内生长紫外光外延片，在红外腔室4内生长红外光外延片。

在本具体实施例中，所述紫外光外延片从下到上依次设置有共晶焊层31、aln衬板32、钛层33、aigan过渡层34、n-gan接触层35、seliznsiingan/gan量子阱层36、p-gan接触层37、gap过渡层38以及sb/au接触层39，所述共晶焊层31同时位于所述aln薄膜板1上表面；其中，所述共晶焊层31为ausnaibsb，其质量比为au：sn：ai：b：sb=78：16：3：2：1；所述seliznsiingan/gan量子阱层36内参杂有se、li、zn、si，参杂质量比为万分之一至十万分之一。

在本具体实施例中，所述红外光外延片从下到上依次设置有共晶焊层31、aln衬板32、gaas层41、n-gaas过渡层42、n-ingaas/gaas-dbr层43、bliaigaas/bliingaas-qw有源层44、p-aigaas/gaas-dbr层45、p-aigaas/gaas过渡层46以及sb/au接触层39，所述共晶焊层31同时位于所述aln薄膜板1上表面，其中，所述bliaigaas/bliingaas-qw有源层44内参杂有li、b，参杂质量比为万分之三至万分之五。

由于共晶焊层ausnaibsb31，加之seliznsiingan/gan量子阱层36内参杂有se、li、zn、si，bliaigaas/bliingaas-qw有源层44内参杂有li、b，增加了seliznsiingan/gan量子阱层36和bliaigaas/bliingaas-qw有源层44的厚度，大大提高了粒子被激发的几率，使紫外光与红外光效率都得到显著的提高。

s4、在紫外光外延片和红外光外延片上分别制作电极，并在紫外光外延片和红外光外延片上制作金属层6以及模顶硅胶层7，并在金属层6上焊接金线。在本具体实施例中，使用共晶焊机焊接金线，共晶焊技术在电子封装行业得到广泛应用，与传统的环氧导电胶粘接相比，共晶焊接具有热导率高、电阻小、传热快、可靠性强、粘接后剪切力大的优点，适用于高频、大功率器件中芯片与基板、基板与管壳的互联。对于有较高散热要求的功率器件必须采用共晶焊接。共晶焊是利用了共晶合金的特性来完成焊接工艺的。

s5、同时点亮红外光和紫外光，其中，所述紫外光电磁谱中波长0.01~0.04微米，所述红外光波长为0.75～1000微米μm。

本发明通过将红外光和紫外光一起应用于激光中，可以满足激光器在多种领域内使用，紫外光具有生理作用，能杀菌、消毒、治疗皮肤病和软骨病等。紫外光中的粒子性较强，能使各种金属产生光电效应。红外光可以高温杀菌，同样具有治疗功能，将两者结合起来，可以广泛应用于军事、医学等多种特殊领域；同时，由于aln薄膜板1与aln衬板32都是aln同一材料，适配性好，无缺陷。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“上表面”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的单元或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种身体信息检测设备及跌倒检测系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。