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        半導體激光器熱沉的絕佳選擇:金剛石熱沉片
        材料來源:化合積電           錄入時間:2022/2/9 23:43:23

        半導體激光器屬于激光器的一種,主要是借助半導體物質,完成相應的激光工作,常被稱之為激光二極管,其因具有波長范圍寬,制作簡單、成本低、易于大量生產、體積小、重量輕、壽命長等特點,在民用、軍用、醫療等領域應用比較廣泛。

        半導體激光器的散熱直接關系到半導體激光器性能的好壞。目前,半導體激光器最主要的散熱方式是通過熱沉來散熱。以金剛石作為熱沉材料已是半導體激光器領域的重要應用之一。在高功率半導體激光器中,封裝常用的熱沉材料有AIN和Cu等,其中AIN由于導熱率低,難以實現良好的散熱效果,而Cu的導體特性會導致水冷熱沉通道內的電化學腐蝕,從而造成堵塞。CVD金剛石則是絕佳的熱沉材料,其熱導率最高可達2000W/(K·m),遠遠大于AIN和Cu。

        金剛石和各種散熱材料的熱性能

        作為熱沉,金剛石表現出優異的散熱特性:一方面將集中于器件PN結的熱量能夠均勻迅速的沿熱沉表面擴散;另一方面將熱量沿熱沉垂直方向迅速導出。

        據研究表明,將金剛石熱沉作為過渡熱沉燒結在銅熱沉上,可有效降低熱阻,即使在大電流條件下,亦可明顯改善半導體激光器散熱問題,提高半導體激光器輸出特性。

        半導體激光器結構示意圖

        然而,需要注意的是,金剛石在作為激光器熱沉時,需要解決其表面光潔度、金屬化及切割等技術難題,否則因為表面粗糙而造成極高的接觸電阻,將會讓金剛石熱沉的散熱優勢無法發揮;戏e電采用MPCVD制備高質量金剛石,并獨創金剛石原子級表面高效精密加工方法,將金剛石熱沉片表面粗糙度從數十微米級別降低至1nm以下。目前,采用化合積電金剛石熱沉的大功率半導體激光器已經用于光通信,在激光二極管、功率晶體管、電子封裝材料等領域也有應用。

        1、熱導率超高:1000-2000W/m.K

        2、生長面表面粗糙度低:Ra<1 nm

        產品參數

        參考文獻:

        [1] 孫芮,房玉鎖,彭海濤,王媛媛.金剛石封裝半導體激光器特性研究.電子制作,2020年23期, DOI:10.16589/j.cnki.cn11-3571/tn.2020.23.029

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