Bei der Gehäusemontage von Hochleistungs-Halbleiterlaserstreifen ist die durch die thermische Ausdehnungskoeffizienten-Diskrepanz zwischen Chip und Kühlkörper verursachte verbleibende thermische Spannung ein Schlüsselfaktor, der die Leistung und Zuverlässigkeit des Geräts einschränkt. Diese Spannung kann zu einer Verformung des Chips und zum Auftreten des SMILE-Effekts führen, wodurch die optische Konsistenz des Lasers verschlechtert wird. Zur Lösung dieses Problems wird in dieser Arbeit eine Raumtemperaturgehäuselösung basierend auf einer Ga-Diamond-Flüssigmetall-Verbindungsschicht vorgeschlagen, die durch Vermeidung von Temperaturgradienten und starrem Grenzflächenzwang während des Reflow-Prozesses eine wirksame Unterdrückung der thermischen Spannung auf mechanischer Ebene realisiert. Simulationsergebnisse zeigen, dass durch diese Verpackungslösung die maximale Spannung im Chip auf ca. 0,9 MPa reduziert werden kann und die Verformung nahezu null ist. Experimentelle Ergebnisse bestätigen zudem, dass der SMILE-Wert signifikant von 1,40 μm auf 0,17 μm gesenkt wurde. Bei einem Ansteuerstrom von 50 A steigt die optische Ausgangsleistung des Geräts von 58,5 W auf 63,5 W, und die elektrooptische Umwandlungseffizienz erhöht sich von 58,5 % auf 64,8 %. Die Studie zeigt, dass die flexible Schnittstelle der Ga-Diamond-Flüssigmetall-Verbindungsschicht und der Raumtemperaturverpackungsprozess eine effektive Freisetzung der thermischen Fehlanpassungsspannungen ermöglichen und einen vielversprechenden technischen Weg für die Realisierung von Halbleiterlaserstreifen mit geringer Spannung und hoher Helligkeit bieten.

Halbleiterlaser;Laserstreifen;Verpackung;thermische Spannung;SMILE-Effekt