本实用新型专利技术是有关于一种高导热性金属键合结构，主要是在一VCSEL(面射型雷射)元件下方设置一用于导热或/及反光的反光金属层及钼金属层。利用反光金属层的高反射率来降低非主出光面DBR(分布式布拉格反射镜层)的磊晶层对数，并透过钼金属层与钼金属层所连接的基板之间的高的热传导系数数值，使VCSEL元件在发光时产生的热量很容易导出到外部环境以进行整个VCSEL元件的散热。另外，借由钼金属层与基板之间的的热膨胀系数数值相当接近，钼金属层及基板所产生的线性热膨胀的量也相当接近，VCSEL元件有较小的残存应力，进而增加了VCSEL元件的使用寿命。
High thermal conductivity metal bonding structure
【技术实现步骤摘要】
高导热性金属键合结构
本技术关于一种高导热性金属键合结构，特别是指一种容易散热、元件可以有较小的残存应力、维持原来的结构而不会发生宏观的翘曲与剥离现象、避免微观晶格缺陷的产生与传播，以及能够增强光线反射的高导热性金属键合结构与该结构的制作方式。
技术介绍
按，面射型雷射(VerticalCavitySurface-EmittingLaser，VCSEL)顾名思义其雷射系由晶粒表面垂直发射出来，主要利用上、下两个DBR镜层(distributedBraggreflector，简称DBR，也称为分布式布拉格反射镜层)形成雷射共振腔。如图1所示，首先，在一以砷化镓(GalliumArsenide，简称GaAs)为基材所构成的雷射晶片基材上，以分子束磊晶法(MolecularBeamEpitaxy，简称MBE)或有机金属气相沉积法(MetalOrganicChemicalVaporDeposition，简称MOCVD)由下而上依序形成：以砷化镓为基材所构成的一基底91、直接积层于该基底91上方的一第一镜层92、直接积层于该第一镜层92的一活化层94(ActiveLayer)及直接积层于该活化层94上方的一第二镜层96，另外设有一金属接触层(图未标号)直接积层于该第二镜层96上方。以水气氧化法(WetOxidation)所制作的面射型雷射为例，该基底91是一n型砷化镓(n+GaAs或N-GaAs)基底，该第一镜层92是一n型分布式布拉格反射镜层(distributedBraggreflector，简称N-DBR)，且该第二镜层96是一p型分布式布拉格反射镜层(简称P-DBR)。面射型雷射便是利用分别位于该活化层94的上方及下方的该第二镜层96及该第一镜层92作为反射镜面，进而产生共振腔(ResonantCavity)发出雷射光。通常，该第二镜层96及该第一镜层92的材质包含有不同铝摩尔百分比的砷化铝镓(AlGaAs)的多层结构。接着，将前述的面射型雷射(VCSEL)连接到一印刷电路板P上，如此一来即可运用其特性运用在数据通讯、光连接器、光列印机、光资讯、扫描器或者光感测等相关设备。由于VCSEL元件在运作时会产生高热，因此必须透过该基底91将热引导至该印刷电路板P之后，再散发到外部环境以进行整个VCSEL元件的散热。然而，上述习用VCSEL元件存在有下列的缺失：1.该基底91由砷化镓所构成，砷化镓的热传导系数(Thermalconductivity)为46W/m•K，而与该基底91直接接触的该印刷电路板P由环氧树脂所制造，该印刷电路板P的热传导系数为0.2W/m•K，该印刷电路板P的热传导系数是该基底91的热传导系数的1/230，因此从VCSEL元件所产生的高热会在该基底91累积而无法顺利地被引导至该印刷电路板P，累积在该基底91的高热会造成整个VCSEL元件运作效率下降之外，还可能导致VCSEL元件烧毁；2.该基底91(砷化镓基底)的热膨胀系数(CoefficientofThermalExpansion，CTE)为6.8x10-6/K，该印刷电路板P的热膨胀系数为67.1x10-6/K，该印刷电路板P的热膨胀系数是砷化镓的热膨胀系数的9.9倍，换言之该印刷电路板P比该基底91容易产生热膨胀而产生更多的变形，因此在长期使用下，VCSEL元件会从该印刷电路板P往该基底91翘曲，甚至造成该印刷电路板P与该基底91剥离，导致VCSEL元件故障损坏。
技术实现思路
本技术的主要目的即在于提供一种高导热性金属键合结构，主要是在一VCSEL元件下方设置一用于导热或/及反光的反光金属层及钼金属层。利用反光金属层的高反射率来降低非主出光面DBR的磊晶层对数，并透过钼金属层与钼金属层所连接的基板之间的高的热传导系数数值，使VCSEL元件在发光时产生的热量很容易导出到外部环境以进行整个VCSEL元件的散热。另外，借由钼金属层与基板之间的的热膨胀系数数值相当接近，钼金属层及基板所产生的线性热膨胀的量也相当接近，VCSEL元件可以有较小的残存应力，维持原来的结构而不会发生宏观的翘曲与剥离现象，或避免微观晶格缺陷的产生与传播，可增加了VCSEL元件的使用寿命。本技术所采用的技术手段如下所述。依据前述本技术的主要目的，提供一种高导热性金属键合结构，其包含有：一基底、设置于该基底上方的一第一镜层、设置于该第一镜层上方的一活化层及设置于该活化层上方的一第二镜层，该基底为砷化镓基底；其特征在于，该基底下方设置有一钼金属层。依据上述技术特征，其中，该钼金属层下方接设一基板。依据上述技术特征，其中，该基板为氮化铝基板或氧化铝基板。依据上述技术特征，其中，该基底设置一容置空间，于该容置空间内部设置有一反光金属层；该反光金属层为铝层、金层、银层、铜层、铁层、钛层、镍层或铬层。依据上述技术特征，其中，该第二镜层内部设有一氧化孔，该容置空间对应设置于该氧化孔下方。依据上述技术特征，其中，该容置空间的直径大于、小于或等于该氧化孔的直径。依据上述技术特征，其中，该反光金属层与该第一镜层的间更设置一增强层。依据上述技术特征，其中，该增强层延伸至该反光金属层与该基底之间。依据上述技术特征，其中，该增强层由二氧化硅层、氮化硅层或二氧化硅与氮化硅的混合层所构成。依据上述技术特征，其中，该基底与该钼金属层之间更设置有一黏着层。依据上述技术特征，其中，该黏着层为一GeAu层、一Ni层及一Au层的积层体。依据上述技术特征，其中，该黏着层包含：设置于该基底下方的一GeAu层、设置于该GeAu层下方的一Ni层及设置于该Ni层下方的一Au层；且，该钼金属层设置于该Au层下方。依据上述技术特征，其中，该基底设置一容置空间，于该容置空间内部设置有一反光金属层；该反光金属层与该第一镜层之间更设置一增强层，该增强层延伸至该反光金属层与该基底之间；该基底与该钼金属层之间更设置有一黏着层。依据前述本技术的主要目的，另提供一种高导热性金属键合结构的制造方法，适用于制造依据上述技术特征所述的高导热性金属键合结构，该高导热性金属键合结构的制造方法依序包含有下列步骤：准备VCSEL晶片步骤、减薄步骤、蚀刻步骤、装置增强层步骤、填反光金属步骤、装置黏着层步骤及装置钼层步骤。依据前述本技术的主要目的，再提供一种高导热性金属键合结构的制造方法，适用于制造依据上述技术特征所述的高导热性金属键合结构，该高导热性金属键合结构的制造方法依序包含有下列步骤：准备VCSEL晶片步骤、设置临时支撑基板步骤、减薄步骤、蚀刻步骤、装置增强层步骤、填反光金属步骤、装置黏着层步骤、装置钼层步骤及移除临时支撑基板步骤。附图说明图1为习知VCSEL雷射元件构造图。图2为本技术第一实施例的构造图。图3为本技术第一实施例于钼金属层下方设置基板的结构图。图4为本技术第一实施例于基底与钼金属层之间设有黏着层的结构图。图5为本实用新本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高导热性金属键合结构，其包含有：一基底(10)、设置于该基底(10)上方的一第一镜层(20)、设置于该第一镜层(20)上方的一活化层(30)及设置于该活化层(30)上方的一第二镜层(40)；其特征在于，该基底(10)下方设置有一钼金属层(50)，该基底(10)设置一容置空间(13)，于该容置空间(13)内部设置有一反光金属层(12)。/n
【技术特征摘要】
1.一种高导热性金属键合结构，其包含有：一基底(10)、设置于该基底(10)上方的一第一镜层(20)、设置于该第一镜层(20)上方的一活化层(30)及设置于该活化层(30)上方的一第二镜层(40)；其特征在于，该基底(10)下方设置有一钼金属层(50)，该基底(10)设置一容置空间(13)，于该容置空间(13)内部设置有一反光金属层(12)。
2.权利要求1所述的高导热性金属键合结构，其特征在于，该钼金属层(50)下方接设一基板(60)。
3.权利要求2所述的高导热性金属键合结构，其特征在于，该基板(60)为氮化铝基板或氧化铝基板。
4.权利要求1所述的高导热性金属键合结构，其特征在于，该基底(10)为砷化镓基底。
5.权利要求1所述的高导热性金属键合结构，其特征在于，该第二镜层(40)内部设有一氧化孔，该容置空间(13)对应设置于该氧化孔下方。
6.权利要求5所述的高导热性金属键合结构，其特征在于，该容置空间的直径大于、小于或等于该氧化孔的直径。
7.权利要求4所述的高导热性金属键合结构，其特征在于，该反光金属层(12)与该第一镜层(20)之间设置一增强层(11)。
8.权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：方照诒，廖奇德，
申请(专利权)人：太平洋聊城光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37
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