。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
[0028]参见图1为本发明实施例结构拆解示意图，图2为本发明实施例结构示意图。
[0029]本发明的半导体激光器用金属键合方法，包括以下步骤:
[0030](1)对半导体激光器芯片1与散热器2进行表面预处理，使半导体激光器芯片1表面、散热器2表面无污染，散热器表面粗糙度< 0.3 μπι ;
[0031](2)在散热器2表面镀第一金属键合媒介层3，第一金属键合媒介层3依次为镍(Ni)、金(Au)、钛(Ti)、铂(Pt)和金(Au)，半导体激光器芯片1表面镀第二金属键合媒介层4，第二金属键合媒介层4依次为钛(Ti )、铂(Pt)、金(Au)，在散热器2表面的第一金属键合媒介层3外表面设置关键层5，所述关键层5的材料为铟(In)、金镉合金(AuGe)、金锡合金(AuSn)、锡银铜合金(SnAgCu)或铟锡合金(InSn)等；
[0032](3)将半导体激光器芯片1置于散热器2上，并将半导体激光器芯片1的正极面(P面)与散热器2的关键层表5面相贴合；在真空条件下对半导体激光器芯片1、散热器2进行加热，最终温度值控制在关键层5材料熔点值的80%-90%，并对半导体激光器芯片1和散热器2进行加压，压力控制在0.03-0.1 MPa/m2，在最终温度保温并保压0.5-4小时；
[0033](4)在半导体激光器芯片1的负极面(N面)设置负电极连接片。
[0034]上述步骤二中，所述散热器2表面镀第一金属键合媒介层3，所述的镍(Ni)的厚度为1.0 μπι或者2.0 μπι或者3.0 μπι，厚度为1.0 μ m-3.0 μπι即可；钛(11)的厚度为0.1-0.3 μπι，可以是 Ο.?μπι、0.15μπκ 0.2“111、0.25 4111或者0.3 4111;铂(？0的厚度为0.05 μm -0.2 μm ;金(八11)的厚度为0.1 μπι -0.3 μm ;关键层5材料厚度为3-5 μπι，可以为3 μ m，3.5 μ m，4 μ m 或者 5 μ m。
[0035]上述步骤三中所述真空条件，真空度为10 2-10 4Pa，加热的方式是逐步升温至最终温度，升温速度为0.3°C /s-l°c /s，最终温度值为关键层材料熔点温度值的80%-90%，在最终温度保温保压。即将半导体激光器芯片1和散热器2从室温开始升温加热到关键层5材料熔点温度值的80%-90%，如选择In为关键层5材料，In的熔点为156°C，则在步骤三中逐步加热升温，控制最终温度值在In材料熔点温度值80%-90%，即156摄氏度的80%_90%，即最终温度为124°C _140°C左右，并在此温度下保温保压0.5?4小时。
[0036]上述步骤三中，所述的加热的方式是对半导体激光器芯片1及散热器2同时进行加热，即在加热对半导体激光器芯片1和散热器2同时使用接触式加热或者辐射源加热或者其他的方式，使半导体激光器芯片1和散热器2的升温速率一致，使得加热均匀。
[0037]所述的半导体激光器芯片1为单发光单元半导体激光器芯片或者多发光单元半导体激光器芯片。
[0038]使用本发明的金属键合方法制备的半导体激光器结构如图1和图2所示，包括半导体激光器芯片1和散热器2，还包括第一金属键合媒介层3、第二金属键合媒介层4及关键层5，所述的第一金属键合媒介层3设置在散热器2表面，第一金属键合媒介层3依次为镍(Ni )、金(Au)、钛(Ti )、铂(Pt)和金(Au)，所述的第二金属键合媒介层4设置在半导体激光器芯片1表面，第二金属键合媒介层4依次为钛(Ti)、铂(Pt)、金(Au)，所述的关键层5设置在散热器2的第一金属媒介层3表面，所述的半导体激光器芯片1和散热器2通过关键层5键合为整体且半导体激光器芯片1的正极面(P面)与散热器2的关键层5表面相贴合，所述的半导体激光器芯片1的负极面(N面)设置有负电极连接片。
[0039]上述使用本发明的金属键合方法制备的半导体激光器中，所述的半导体激光器芯片1为单发光单元半导体激光器芯片或者多发光单元半导体激光器芯片。
[0040]所述的半导体激光器芯片1的负极面(N面)设置负电极连接片，可以是通过金线键合的方式也可以是直接设置金属片作为负极连接片。
【主权项】
1.一种半导体激光器，其特征在于:包括半导体激光器芯片和散热器，还包括第一金属键合媒介层、第二金属键合媒介层及关键层，所述的第一金属键合媒介层设置在散热器表面，第一金属键合媒介层依次为镍、金、钛、铂和金，所述的第二金属键合媒介层设置在半导体激光器芯片表面，第二金属键合媒介层依次为钛、铂、金，所述的关键层设置在散热器的第一金属媒介层表面，所述的半导体激光器芯片和散热器通过关键层键合为整体，且半导体激光器芯片的正极面与散热器的关键层表面相贴合，所述的半导体激光器芯片的负极面设置有负电极连接片。2.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于:所述的第一金属键合媒介层，镍的厚度为1.0-3.0 μ m，钛的厚度为0.1-0.3 μπι，铂的厚度为0.05-0.2 μπι，金的厚度为0.1-0.3 μπι;所述的关键层材料为铟、金镉合金、金锡合金、锡银铜合金或铟锡合金，所述的关键层材料厚度为3-5 μπι。3.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于:所述的半导体激光器芯片为单发光单元半导体激光器芯片或者多发光单元半导体激光器芯片，所述的半导体激光器芯片个数为1个或者多个，所述的半导体激光器芯片的电联接方式为串联或者并联的电联接方式。4.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于:所述的半导体激光器芯片的负极面设置负电极连接片，设置电极连接片的方式是通过金线键合的方式设置或者直接设置金属片作为负电极连接片。
【专利摘要】本实用新型公开一种采用新型金属键合方法制备的半导体激光器，具有可靠性、缺陷少的优点，通过施加热加压保压使得半导体激光器芯片上的金属键合媒介层与散热器表面的关键层形成合金相结构，达到半导体激光器芯片和散热器结合紧密的目的，降低了空洞等缺陷，在进行金属键合时，需求温度低于关键层材料熔点以下，可以降低由于散热器与半导体激光器芯片热膨胀系数不匹配导致的较大热应力。
【IPC分类】H01S5/024
【公开号】CN204966960
【申请号】CN201520765461
【发明人】刘兴胜, 王警卫, 邢卓, 侯栋, 李小宁, 沈泽南
【申请人】西安炬光科技股份有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月30日