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摘要
高功率垂直腔面发射激光器（VCSEL）阵列在激光医疗和激光传感等领域有着广泛应用，不同的应用场景对高功率VCSEL阵列的可靠性、成本、功率密度等也有着相应的要求。本文针对长脉冲应用场景的5 mm×5 mm大尺寸高功率808 nm VCSEL阵列器件，开展了可靠性研究，并探讨了衬底转移、封装等因素对器件带来的影响。可靠性实验在电流为50 A、脉宽为30 ms、频率为10 Hz的注入水平下进行，利用共聚焦显微镜、X射线透视仪、电荷耦合器件（CCD）显微镜等进行数据收集。实验结果表明，对于衬底转移的大尺寸高功率808 nm器件，表面不规律凸起、焊接空洞、暗点数量等均会导致器件早期失效，尤其是20μm以上的不规律凸起高度、15%以上的不规律凸起面积、单个空洞比大于1.5%的焊接空洞和1%以上的暗点数量会直接带来致命损伤。本文的可靠性失效分析结果为高功率VCSEL阵列在工业应用中的早期失效筛选提供了一种简便可靠的方法。
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