【技术实现步骤摘要】
本公开涉及半导体领域，具体地，涉及一种封装热沉、激光器器件及封装热沉的制备方法。
技术介绍
1、随着5g时代的到来以及信息技术的不断发展，激光器功率从原来的1w8w激增至15w以上，甚至达到30w以上的超高功率，而目前接菌此类超高功率散热问题的散热基板，如氮化铝热沉，只有从国外进口且价格昂贵，成为国内高功率散热的卡脖子产品，我国急需一种更有效的国产替代方案，4h-高纯碳化硅作为第三代宽禁带半导体的核心材料之一，相对于传统的硅和氮化铝等半导体材料,具有禁带宽度大、载流子饱和迁移速度高、热导率高、临界击穿、场强高等诸多优异的性质，其良好的性能可以满足现代电子技术的新要求；4h-高纯碳化硅作为在超高温环境下使用、耐辐射器件的新型才材料，其应用于高功率激光器散热材料仍是空白；此外，高功率激光器在使用过程中，随着功率的提升，自身会产生高温，不能有效的散去，而目前的高功率激光器散热材料散热效率较低，影响了其工作性能。
技术实现思路
1、本公开的目的是提供一种封装热沉、激光器器件及封装热沉的制备方法，以提升激光器的散热效率。
2、为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种封装热沉，所述封装热沉包括衬底，所述衬底的材质为碳化硅，所述碳化硅的纯度为98.5％～100％，所述碳化硅为4h-sic；所述衬底的至少一侧表面形成有金属化层；所述金属化层包括依次层叠的钨化钛层、铜层、镍铬层和铂层，其中，所述钨化钛层靠近所述衬底。
3、可选地，所述钨化钛层的厚度为0.05μm～0.08μm
4、可选地，所述封装热沉还包括焊接层，所述焊接层形成于所述金属化层的远离所述衬底的至少部分表面上，所述焊接层的材质为金锡合金，所述焊接层的厚度为5μm～7μm。
5、可选地，所述金锡合金为au20sn80合金。
6、可选地，所述衬底的厚度为0.35mm～0.5mm，ttv值为3μm～5μm，粗糙度为0.2nm～0.3nm。
7、本公开第二方面提供一种制备封装热沉的方法，该方法包括以下步骤：
8、(1)对衬底进行预处理，得到预处理后的衬底；
9、(2)在所述预处理后的衬底的至少一侧表面依次进行钨化钛层沉积、铜层沉积、镍铬层沉积和铂层沉积，得到沉积金属化层的衬底。
10、可选地，所述预处理包括依次进行的研磨、抛光和清洗；
11、所述抛光用抛光液进行，所述抛光液为sio2；所述清洗采用的清洗液包括h2so4和h2o2，所述h2so4和h2o2的重量比为1:(1.5～4)；所述清洗的时间为12min～15min。
12、可选地，所述钨化钛层沉积为磁控溅射沉积，所述钨化钛层沉积的条件包括：反应腔真空压力小于2.2×10-5torr，tiw靶材功率1100w～1300w，ar流量为160sccm～180sccm；
13、所述铜层沉积为电镀沉积，所述铜层沉积的条件包括：环境温度为-10℃～60℃；输入电压为200v～230v；水处理设备工作噪声不大于80db(a)；相对湿度(rh)不大于85％；原水cod含量为100mg/l～150000mg/l；
14、所述镍铬层沉积为磁控溅射沉积，所述镍铬层沉积的条件包括：反应腔真空压力小于2.2×10-5torr，nicr靶材功率1500w～1650w，ar流量185sccm sccm～205sccm；
15、所述铂层沉积为磁控溅射沉积，所述铂层沉积的条件包括：反应腔真空压力小于2.2×10-5torr，pt靶材功率1450w～1550w，ar流量为210sccm～230sccm。
16、可选地，该方法还包括：对所述沉积金属化层的衬底进行曝光处理，然后在所述金属化层的至少部分表面上进行焊接层沉积；
17、其中，所述曝光处理采用波长为300nm～400nm，分辨率小于1μm的光刻机进行，所述曝光处理的时间为10s～30s；
18、所述焊接层沉积为蒸发沉积，所述焊接层沉积的条件包括：真空压力小于2.2×10-5torr，腔室温度为1600℃～2200℃。
19、本公开第三方面提供一种激光器器件，所述激光器器件包括激光器芯片和本公开第一方面提供的所述封装热沉。
20、通过上述技术方案，本公开提供一种封装热沉、激光器器件及封装热沉的制备方法，封装热沉包括衬底，衬底的材质为碳化硅，碳化硅的纯度为98.5％～100％，碳化硅为4h-sic；衬底的至少一侧表面形成有金属化层，金属化层包括依次层叠的钨化钛层、铜层、镍铬层和铂层；激光器器件包括封装热沉和激光器芯片。本公开的封装热沉利用4h-sic和金属化层的传热效果把激光器芯片的热能传导出去，提升了激光器的散热效率，能够满足激光器芯片对高度可靠和稳定功能的需求，延长了激光器的使用寿命，性能稳定且环保，易于大规模工业化量产，有广阔的应用前景。
21、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种封装热沉，其特征在于，所述封装热沉包括衬底，所述衬底的材质为碳化硅，所述碳化硅的纯度为98.5％～100％，所述碳化硅为4H-SiC；所述衬底的至少一侧表面形成有金属化层；所述金属化层包括依次层叠的钨化钛层、铜层、镍铬层和铂层，其中，所述钨化钛层靠近所述衬底。
2.根据权利要求1所述的封装热沉，其特征在于，所述钨化钛层的厚度为0.05μm～0.08μm；所述铜层的厚度为40μm～60μm；所述镍铬层的厚度为0.1μm～0.5μm；所述铂层的厚度为0.2μm～0.3μm。
3.根据权利要求1所述的封装热沉，其特征在于，所述封装热沉还包括焊接层，所述焊接层形成于所述金属化层的远离所述衬底的至少部分表面上，所述焊接层的材质为金锡合金，所述焊接层的厚度为5μm～7μm。
4.根据权利要求3所述的封装热沉，其特征在于，所述金锡合金为Au20Sn80合金。
5.根据权利要求1所述的封装热沉，其特征在于，所述衬底的厚度为0.35mm～0.5mm，TTV值为3μm～5μm，粗糙度为0.2nm～0.3nm。
6.一种制备权利要求1
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预处理包括依次进行的研磨、抛光和清洗；
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述钨化钛层沉积为磁控溅射沉积，所述钨化钛层沉积的条件包括：反应腔真空压力小于2.2×10-5torr，TiW靶材功率为1100W～1300w，Ar流量为160sccm～180sccm；
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
10.一种激光器器件，其特征在于，所述激光器器件包括激光器芯片和权利要求1～5中的任意一项所述封装热沉。
...【技术特征摘要】
1.一种封装热沉，其特征在于，所述封装热沉包括衬底，所述衬底的材质为碳化硅，所述碳化硅的纯度为98.5％～100％，所述碳化硅为4h-sic；所述衬底的至少一侧表面形成有金属化层；所述金属化层包括依次层叠的钨化钛层、铜层、镍铬层和铂层，其中，所述钨化钛层靠近所述衬底。
2.根据权利要求1所述的封装热沉，其特征在于，所述钨化钛层的厚度为0.05μm～0.08μm；所述铜层的厚度为40μm～60μm；所述镍铬层的厚度为0.1μm～0.5μm；所述铂层的厚度为0.2μm～0.3μm。
3.根据权利要求1所述的封装热沉，其特征在于，所述封装热沉还包括焊接层，所述焊接层形成于所述金属化层的远离所述衬底的至少部分表面上，所述焊接层的材质为金锡合金，所述焊接层的厚度为5μm～7μm。
4.根据权利要求3所述的封装热沉，其特征在于，所述金锡合金为au20sn80合金...
【专利技术属性】
技术研发人员：李青，李赫然，谢国辉，翟虎，林宏达，李孟轩，孙金梅，
申请(专利权)人：浙江丽晖智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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