[發(fā)明專(zhuān)利]激光器及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110696315.4
• 申請(qǐng)日: 2021-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113437637A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃雪琴
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中科皓玥(東莞)半導(dǎo)體科技有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01S5/024
• 分類(lèi)號(hào): H01S5/024;H01S5/42
• 代理公司: 北京超凡宏宇專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 付興奇

本申請(qǐng)涉及一種激光器及其制備方法，屬于半導(dǎo)體激光器件技術(shù)領(lǐng)域。該激光器包括絕緣基板、金屬柱、線路層和激光芯片。絕緣基板上設(shè)置有貫穿絕緣基板的導(dǎo)熱通孔。金屬柱設(shè)置于導(dǎo)熱通孔內(nèi)，且金屬柱的導(dǎo)熱效率高于絕緣基板的導(dǎo)熱效率。線路層設(shè)置于絕緣基板的表面，且線路層覆蓋金屬柱，線路層上設(shè)置有置晶區(qū)。激光芯片設(shè)置于置晶區(qū)并與線路層電性連接。在絕緣基板內(nèi)設(shè)置金屬柱，且金屬柱的導(dǎo)熱效率高于絕緣基板的導(dǎo)熱效率，可以使激光芯片的散熱效果更好(相較于絕緣基板進(jìn)行散熱，添加金屬柱以后散熱效果更好)，以便高功率VCSEL器件的導(dǎo)熱需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體激光器件技術(shù)領(lǐng)域，且特別涉及一種激光器及其制備方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體激光器件以其波長(zhǎng)選擇范圍廣、體積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)成為最重要的半導(dǎo)體器件之一，特別是對(duì)于大功率半導(dǎo)體器件在激光存儲(chǔ)、激光顯示、激光打印、材料加工、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。

在激光器的結(jié)構(gòu)方面，垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)的發(fā)展前景和實(shí)用價(jià)值均較高。VCSEL器件的閾值電流及輸出功率對(duì)溫度非常敏感，器件工作時(shí)的散熱，所以，一般選用導(dǎo)熱系數(shù)較高的氮化鋁材料作為VCSEL器件的基板。

發(fā)明內(nèi)容

目前氮化鋁基板導(dǎo)熱系數(shù)在170～200W/m.K之間，無(wú)法滿足高功率VCSEL器件的導(dǎo)熱要求。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本申請(qǐng)實(shí)施例的目的包括提供一種激光器及其制備方法，以改善激光器的散熱效果不好的問(wèn)題。

第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種激光器，包括絕緣基板、金屬柱、線路層和激光芯片。絕緣基板上設(shè)置有貫穿絕緣基板的導(dǎo)熱通孔。金屬柱設(shè)置于導(dǎo)熱通孔內(nèi)，且金屬柱的導(dǎo)熱效率高于絕緣基板的導(dǎo)熱效率。線路層設(shè)置于絕緣基板的表面，且線路層覆蓋金屬柱，線路層上設(shè)置有置晶區(qū)。激光芯片設(shè)置于置晶區(qū)并與線路層電性連接。

在絕緣基板內(nèi)設(shè)置金屬柱，且金屬柱的導(dǎo)熱效率高于絕緣基板的導(dǎo)熱效率，可以使激光芯片的散熱效果更好(相較于絕緣基板進(jìn)行散熱，添加金屬柱以后散熱效果更好)，以便高功率VCSEL器件的導(dǎo)熱需求。

在本申請(qǐng)的部分實(shí)施例中，導(dǎo)熱通孔包括多個(gè)，金屬柱包括多個(gè)，每個(gè)導(dǎo)熱通孔內(nèi)均設(shè)置有金屬柱。通過(guò)多個(gè)金屬柱的設(shè)置，可以進(jìn)一步提高激光芯片的散熱效果。

在本申請(qǐng)的部分實(shí)施例中，多個(gè)導(dǎo)熱通孔呈陣列分布于絕緣基板，最外層導(dǎo)熱通孔與激光芯片的邊緣對(duì)應(yīng)。可以使激光芯片的各部分均可以均勻的散熱。

在本申請(qǐng)的部分實(shí)施例中，絕緣基板的背離線路層的表面設(shè)置有導(dǎo)熱層，且導(dǎo)熱層覆蓋并連接金屬柱。激光芯片在工作的時(shí)候產(chǎn)生大量的熱量，大部分熱量可以通過(guò)金屬柱進(jìn)行傳導(dǎo)，再通過(guò)導(dǎo)熱層進(jìn)行散熱，使激光芯片的散熱效果更好。

在本申請(qǐng)的部分實(shí)施例中，金屬柱為金柱、銀柱或銅柱；絕緣基板為陶瓷基板、玻璃基板或玻纖板。該基板本身散熱效果較佳，與材料為金、銀或銅的金屬柱配合以后，可以使激光芯片的散熱效果更好。

在本申請(qǐng)的部分實(shí)施例中，絕緣基板上還設(shè)置有貫穿絕緣基板的第一電極通孔和第二電極通孔，第一電極通孔內(nèi)設(shè)置有用于連接第一電極的第一電極柱，第二電極通孔內(nèi)設(shè)置有用于連接第二電極的第二電極柱。

線路層包括第一線路層和第二線路層，第一線路層設(shè)置于絕緣基板的表面且覆蓋第一電極柱并與第一電極柱導(dǎo)通，第二線路層設(shè)置于絕緣基板的表面且覆蓋第二電極柱并與第二電極柱導(dǎo)通。

第二線路層上設(shè)置有置晶區(qū)，置晶區(qū)覆蓋金屬柱，置晶區(qū)上的激光芯片與第二線路層電性連接；第一線路層通過(guò)導(dǎo)電線與激光芯片電性連接。

第一電極與第一電極柱接通，第一電極柱與第一線路層導(dǎo)通，第一線路層通過(guò)導(dǎo)電線與激光芯片導(dǎo)通，激光芯片與第二線路層導(dǎo)通，第二線路層與第二電極柱導(dǎo)通，第二電極柱與第二電極接通，從而使激光芯片上的電流形成回路，以便激光芯片工作。