一种高导热碳化硅复合热沉结构及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及半导体激光器材料制备技术领域，具体公开了一种高导热碳化硅复合热沉结构及其制备方法和应用。本发明专利技术设计了一种以碳化硅为衬底的阶梯式传热热沉结构。本发明专利技术在碳化硅衬底上依次沉积生长了导热缓冲膜层和导热膜层，利用导热缓冲膜层将低热导率的碳化硅衬底和高热导率的金刚石导热膜层相连，引入新的散热通道，显著提高了器件的散热效率。并且，本发明专利技术还设计了一种新的金属焊料，避免了金刚石膜层在焊接过程中出现裂纹或崩裂的情况。本发明专利技术有效解决了现有技术中半导体激光器热沉结构的材料存在成本昂贵，导热率低无法满足器件需求以及金刚石膜层在焊接芯片时会出现裂纹甚至崩裂等问题，大大提高了半导体激光器件的成品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体激光器材料制备，具体公开了一种高导热碳化硅复合热沉结构及其制备方法和应用。

技术介绍

1、半导体激光器具有电光转换效率高、体积微小、寿命长、波长可调且范围较广等优势，使其在通信行业、激光泵浦、医疗激光手术、工业切割制造、军事国防等领域得到广泛应用。但随着半导体激光器的理论、材料、制备工艺的迅猛发展，使得半导体激光器的输出功率、光束质量、工作寿命等性能参数也不断提升，进而对半导体激光器封装技术的要求也日益提高。

2、半导体激光器虽然电光转换效率较高，但长时间工作时仍会产生大量废热。这些废热若不能及时散去，会严重影响半导体激光器的性能。尤其是对于水平或竖直叠阵这种高密度封装激光器来说，器件会因反复脉冲电源所引起的温度梯度容易使器件内部之间产生热积累。积累严重时，会导致芯片产生热应力而发生形变，严重降低高功率半导体激光器的光束质量以及泵浦效率。因此，半导体激光器的散热问题已经成为半导体激光器研究领域的热点课题。

3、现有技术中，对于这一问题的解决，科研工作者们提出来很多解决方案。目前，高功率半导体激光器均采用硬焊料封装本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高导热碳化硅复合热沉结构，其特征在于：由下至上依次包括碳化硅衬底、导热缓冲膜层、导热膜层和金属焊接层；

2.如权利要求1所述的高导热碳化硅复合热沉结构，其特征在于：所述苯胺改性石墨烯和氮化硼改性石墨烯的质量比为1:2-1:3；和/或

3.如权利要求1所述的高导热碳化硅复合热沉结构，其特征在于：所述苯胺改性石墨烯的制备方法包括如下步骤：将石墨烯分散于醇溶剂中，加入苯胺和促进剂，在惰性氛围下，回流反应18h-24h，得苯胺改性石墨烯。

4.如权利要求3所述的高导热碳化硅复合热沉结构，其特征在于：所述石墨烯与苯胺的质量比为0.1:1-0.3:3.5；...

【技术特征摘要】

1.一种高导热碳化硅复合热沉结构，其特征在于：由下至上依次包括碳化硅衬底、导热缓冲膜层、导热膜层和金属焊接层；

2.如权利要求1所述的高导热碳化硅复合热沉结构，其特征在于：所述苯胺改性石墨烯和氮化硼改性石墨烯的质量比为1:2-1:3；和/或

3.如权利要求1所述的高导热碳化硅复合热沉结构，其特征在于：所述苯胺改性石墨烯的制备方法包括如下步骤：将石墨烯分散于醇溶剂中，加入苯胺和促进剂，在惰性氛围下，回流反应18h-24h，得苯胺改性石墨烯。

4.如权利要求3所述的高导热碳化硅复合热沉结构，其特征在于：所述石墨烯与苯胺的质量比为0.1:1-0.3:3.5；和/或

5.如权利要求1所述的高导热碳化...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐会武，张国昌，牛子龙，王凤涛，
申请(专利权)人：石家庄钨铱电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：