[发明专利]倒装焊用热沉及其制作方法

说明书

一种倒装焊用热沉的制作方法，包括：在一绝缘衬底上通过光刻形成倒装焊用电极图形的空白区；在光刻完的绝缘衬底上带胶形成金属薄膜电极；去掉电极图形区域外的金属薄膜电极和光刻胶；按照与之倒装焊的芯片的大小确定热沉的尺寸，并将上述半成品分割成若干对应尺寸的倒装焊用热沉。本发明的图形热沉减小了电极引线的长度，减小了电感，结构简单，散热效果好，可以大大提高器件性能。

技术领域

本发明涉及大功率半导体激光器及行波半导体光放大器封装领域，特别涉及一种倒装焊用热沉及其制作方法。

背景技术

在许多军事和商业方面，高功率激光器和超发光二极管(SLD)都有广泛的应用，包括自由空间光通信、三维激光的目标识别、雷达、用于导弹防御系统的超高功率激光器、自由空间视距通信和制造中的激光加工等方面都需要大功率激光器和光放大器，是近几年的国际研究热点。在全光通信中激光器、光放大器是必不可少的器件，数据通信业务的迅猛发展要求更加高速和大容量的通信网络，这使得全光通信势在必行，而其中光放大技术有着不可替代的地位。卫星空间光通信中使用的大功率光放大器主要是摻铒光纤放大器(EDFA)，目前，已有报道1.55μm波长区的EDFA能提供大于150W的功率，50W的EDFAs已经商品化。尽管光纤放大器具有较大的输出功率，它们的尺寸和重量也比较大，由于光抽运效率低、功耗大，所以其功率转换效率低(一般＜10％)，更重要的是光纤放大器的抗辐照性能较差，导致其性能衰减比较快。一个卫星舱每年所承受的辐照为8000千纳德，而EDFA在20千纳德的辐照下功率就要衰减一半，且其寿命远达不到卫星通信的15-20年，因此EDFA很难满足新体制的需求。

半导体放大器有源区的体积、光限制因子和内部损耗是决定其输出功率的主要因素。早期的SOAs，也指半导体激光放大器(SLAs)，是端面镀抗反射膜和波导倾斜压制激射的简单的激光器结构。在这些SOAs中，垂直方向和侧向的光限制用分别限制结构(SCH)和刻蚀脊型波导来获得。在传统的脊波导结构中，为了实现单模工作，有源区材料的宽度通常被限制到2-3μm，光限制因子比较大，即使通过缩短腔长、减小限制因子和增益恢复时间，其输出功率也只有100mw左右。

尽管锥形宽波导结构增加了SOAs增益面积，实现了高功率，但受到与增益波导动力学、模式竞争相关的光束不稳定和所需的复杂光学系统限制，光场很难有效地耦合到单模光纤中。典型的锥形SOAs与单模光纤的耦合效率只有50％。所以实际饱和输出功率最大只有芯片的一半。平板耦合光波导结构通过模式滤波实现单模，增加增益介质面积，具有较大的对称光学模式，厚波导层降低了限制因子，因此可以得到大的饱和输出功率，而且输出光模场与光纤模式匹配，可以直接耦合进单模光纤，避免了复杂光学耦合系统，简化了结构，提高了耦合效率，从而提高了输出功率。然而大功率半导体光放大器饱和输出功率高，工作电流大，局部产生热功耗大，导致器件过早饱和甚至受损。

最近有相当大的努力来提高激光和SLD的光功率。理论设计需要仔细选择有源区、p和n掺杂、波导结构和散热热沉。对高热负荷下，用光学、电学和热学特性的自洽模型，模拟了这些激光器的性能。尽管如此，高注入下产生的高功率，产生了大量的热，严重影响了器件的性能，因此，解决大功率光电器件的热损耗成了一个关键的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种倒装焊用热沉及其制作方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，作为本发明的一个方面，提出了一种倒装焊用热沉的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：在一绝缘衬底上通过光刻形成倒装焊用电极图形的空白区；

步骤2：在步骤1光刻完的所述绝缘衬底上带胶形成金属薄膜电极；

步骤3：去掉所述电极图形区域外的金属薄膜电极和光刻胶；

步骤4：按照与之倒装焊的芯片的大小确定热沉的尺寸，并将步骤3制备得到的半成品分割成若干个对应尺寸的倒装焊用热沉。