[发明专利]激光器及其制备方法

说明书

本申请涉及一种激光器及其制备方法，属于半导体激光器件技术领域。该激光器包括绝缘基板、金属柱、线路层和激光芯片。绝缘基板上设置有贯穿绝缘基板的导热通孔。金属柱设置于导热通孔内，且金属柱的导热效率高于绝缘基板的导热效率。线路层设置于绝缘基板的表面，且线路层覆盖金属柱，线路层上设置有置晶区。激光芯片设置于置晶区并与线路层电性连接。在绝缘基板内设置金属柱，且金属柱的导热效率高于绝缘基板的导热效率，可以使激光芯片的散热效果更好(相较于绝缘基板进行散热，添加金属柱以后散热效果更好)，以便高功率VCSEL器件的导热需求。

技术领域

本申请涉及半导体激光器件技术领域，且特别涉及一种激光器及其制备方法。

背景技术

半导体激光器件以其波长选择范围广、体积小、效率高等优点成为最重要的半导体器件之一，特别是对于大功率半导体器件在激光存储、激光显示、激光打印、材料加工、生物医学等领域有着广泛应用。

在激光器的结构方面，垂直腔面发射激光器(VCSEL)的发展前景和实用价值均较高。VCSEL器件的阈值电流及输出功率对温度非常敏感，器件工作时的散热，所以，一般选用导热系数较高的氮化铝材料作为VCSEL器件的基板。

发明内容

目前氮化铝基板导热系数在170～200W/m.K之间，无法满足高功率VCSEL器件的导热要求。

针对现有技术的不足，本申请实施例的目的包括提供一种激光器及其制备方法，以改善激光器的散热效果不好的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种激光器，包括绝缘基板、金属柱、线路层和激光芯片。绝缘基板上设置有贯穿绝缘基板的导热通孔。金属柱设置于导热通孔内，且金属柱的导热效率高于绝缘基板的导热效率。线路层设置于绝缘基板的表面，且线路层覆盖金属柱，线路层上设置有置晶区。激光芯片设置于置晶区并与线路层电性连接。

在绝缘基板内设置金属柱，且金属柱的导热效率高于绝缘基板的导热效率，可以使激光芯片的散热效果更好(相较于绝缘基板进行散热，添加金属柱以后散热效果更好)，以便高功率VCSEL器件的导热需求。

在本申请的部分实施例中，导热通孔包括多个，金属柱包括多个，每个导热通孔内均设置有金属柱。通过多个金属柱的设置，可以进一步提高激光芯片的散热效果。

在本申请的部分实施例中，多个导热通孔呈阵列分布于绝缘基板，最外层导热通孔与激光芯片的边缘对应。可以使激光芯片的各部分均可以均匀的散热。

在本申请的部分实施例中，绝缘基板的背离线路层的表面设置有导热层，且导热层覆盖并连接金属柱。激光芯片在工作的时候产生大量的热量，大部分热量可以通过金属柱进行传导，再通过导热层进行散热，使激光芯片的散热效果更好。

在本申请的部分实施例中，金属柱为金柱、银柱或铜柱；绝缘基板为陶瓷基板、玻璃基板或玻纤板。该基板本身散热效果较佳，与材料为金、银或铜的金属柱配合以后，可以使激光芯片的散热效果更好。

在本申请的部分实施例中，绝缘基板上还设置有贯穿绝缘基板的第一电极通孔和第二电极通孔，第一电极通孔内设置有用于连接第一电极的第一电极柱，第二电极通孔内设置有用于连接第二电极的第二电极柱。

线路层包括第一线路层和第二线路层，第一线路层设置于绝缘基板的表面且覆盖第一电极柱并与第一电极柱导通，第二线路层设置于绝缘基板的表面且覆盖第二电极柱并与第二电极柱导通。

第二线路层上设置有置晶区，置晶区覆盖金属柱，置晶区上的激光芯片与第二线路层电性连接；第一线路层通过导电线与激光芯片电性连接。

第一电极与第一电极柱接通，第一电极柱与第一线路层导通，第一线路层通过导电线与激光芯片导通，激光芯片与第二线路层导通，第二线路层与第二电极柱导通，第二电极柱与第二电极接通，从而使激光芯片上的电流形成回路，以便激光芯片工作。