半导体激光器(Laser Diode，简称LD)是以半导体材料为工作物质的一类激光器，为检测LD芯片，需要使LD芯片与光纤耦合，在LD激光芯片温度试验系统进行常规的高温、低温、常温和光电性能检测。

在LD激光芯片的高温检测中，常常会引起失效。下面，我们就LD芯片的高温失效分析，做出以下研究，下面是主要研究内容。

LD芯片高温失效分析：

试验设备：环仪仪器 LD激光芯片温度试验系统

试验条件为： 在85 ℃温度条件下，光模块加电 3.5 V，老化 1 500 h。

失效产品结构和功能分析：

1.光电参数测试和分析

为了确定失效样品的失效特性，鉴别失效模式，利用 PIV 测试仪测量激光器 LD 和 PD 主要光电参数， 测试结果如下图所示。

由图可见，失效器件测试激光器 LD 芯片参数均合格，MPD 暗电流和探测电流均异常。

2.高倍显微镜外观检查和分析

将LD 芯片置于 200 倍显微镜下观察，主要观察芯片表面是否有沾污和烧毁等现象。失效器件LD 芯片和正常器件LD 芯片外观对比如下图所示。

a.失效器件LD 芯片

b.正常器件LD 芯片

由图可知，失效产品 LD 芯片光敏面有点状凸起，电极附近有枝晶状物质， 正常 LD 芯片光敏面干净，芯片表面无枝晶状物质。

失效机理分析：

根据失效产品光电测试、高倍显微镜观察的结果，分析失效过程如下所述。

a) LD 芯片在高温老化过程中，负极的导电银胶出现 Ag 迁移现象，逐渐向芯片正极攀爬。根据Ag迁移理论，正负极之间的枝晶生长过程中，导电通路未接通之前，LD 芯片工作尚能维持很好的稳定状态。对应本失效产品高温老化前 800 h，LD 芯片正常工作状态。

b) 枝晶不断生长，在芯片正负极之间形成导电通路，通路一旦接通，便会在该处产生瞬间的局部过电流 (短路电流) 而又将通路熔断，绝缘电阻又恢复到发生短路前的状态。 对应 LD 芯片高温老化 800~1 500 h 之间数据出现跳变的工作状态。

c) Ag 枝晶的生长与短路熔断反复进行，直到枝晶大面积生长，绝缘面局部大面积短路而使其处于持续的电短路状态。导电银胶形成短路通路后，持续大电流发热，电流产生的热传导到 PN结，对 PN 结形成温度、电流恶性循环，导致 PN结热击穿，最终芯片烧毁。 对应 LD 芯片高温老化 1 500 h 之后测试数据，芯片完全失效。

以上就是LD芯片的高温失效分析研究，如有试验疑问，可以咨询环仪仪器相关技术人员。