[发明专利]一种提高散热效率的GaAs基大功率激光器芯片封装方法

权利要求书

1.一种提高散热效率的GaAs基大功率激光器芯片封装方法，其特征在于，包括步骤如下：

在GaAs基大功率激光器芯片的P面粘附一层石墨烯薄膜，然后采用石墨烯-In52Sn48合金混合焊料，通过低温焊接的方法封装至基础热沉上。

2.如权利要求1所述提高散热效率的GaAs基大功率激光器芯片封装方法，其特征在于，所述GaAs基大功率激光器芯片由下自上依次包括N面金属电极接触层、GaAs衬底、N限制层、第一波导层、量子阱结构的有源层、第二波导层、P限制层、表层、SiO₂电流注入阻隔层、P面金属电极接触层。

3.如权利要求1所述提高散热效率的GaAs基大功率激光器芯片封装方法，其特征在于，所述石墨烯薄膜的厚度为0.5～1.5μm。

4.如权利要求1所述提高散热效率的GaAs基大功率激光器芯片封装方法，其特征在于，所述石墨烯-In52Sn48合金混合焊料按照如下方法制备：

将石墨烯纳米片和In52Sn48合金按照体积比为(5～10)：(90～95)混合，然后用行星式球磨机在N₂保护下球磨48h，每1h停止0.5h，球料比为107：1，球磨完成后将石墨烯纳米片和In52Sn48合金混合物通过高压压模机压成焊片，得到石墨烯-In52Sn48合金混合焊料。

5.如权利要求1所述提高散热效率的GaAs基大功率激光器芯片封装方法，其特征在于，所述低温焊接的温度为135～145℃。

6.如权利要求1所述提高散热效率的GaAs基大功率激光器芯片封装方法，其特征在于，所述基础热沉为Cu热沉。

7.如权利要求1所述提高散热效率的GaAs基大功率激光器芯片封装方法，其特征在于，具体包括步骤如下：

(1)提供外延片，所述外延片由下自上依次包括GaAs衬底、N限制层、第一波导层、量子阱结构的有源层、第二波导层、P限制层、表层；

(2)通过光刻工艺对外延片进行刻蚀，在外延片上形成两个沟槽，两个沟槽中间为发光增益区；

(3)通过PECVD工艺在发光增益区内覆盖SiO₂电流注入阻隔层，再继续沉积P面金属电极接触层；

(4)将步骤(3)所得外延片进行衬底减薄，然后在衬底背面沉积N面金属电极接触层，保持沟槽为中空状态，得到具有高散热的GaAs基大功率激光器芯片；

(5)在步骤(4)所得芯片P面金属电极接触层上粘附一层石墨烯薄膜，然后将芯片P面向下，采用石墨烯-In52Sn48合金混合焊料，在140℃下焊接封装至Cu热沉上。

8.如权利要求7所述提高散热效率的GaAs基大功率激光器芯片封装方法，其特征在于，步骤(2)中，所述刻蚀为刻蚀至第二波导层。

9.如权利要求7所述提高散热效率的GaAs基大功率激光器芯片封装方法，其特征在于，步骤(5)中，由石墨烯-In52Sn48合金混合焊料所形成的焊料层厚度为5～10μm。