칩 기판과 마이크로채널 통합은 전 세계적으로 선도적인 연구 주제로, 기존 액체 냉각 마이크로채널 열싱크와 비교하여 혁신적인 장점을 가지고 있으며, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 등 칩 분야에 성공적으로 적용되어 뛰어난 열 방출 성능을 보여주고 있습니다. 대형 과학 장비 및 산업 분야에서 반도체 레이저 칩 출력 전력 수요가 증가함에 따라 열 관리가 핵심 기술 문제가 되었습니다. 전통적인 레이저 바 냉각 연구는 주로 액체 냉각 열싱크 구조 최적화에 집중되었으나, 열전달 경로의 열 저항으로 인해 방열 능력이 제한됩니다. 이러한 도전에 대응하기 위해 본 연구에서는 칩 기판과 마이크로채널 통합 설계를 기반으로 반도체 레이저 칩의 효율적인 방열을 위한 신형 분산 유동 구조를 제안합니다. 이 설계는 열전달 경로를 크게 단축하고 열 저항을 감소시켜 칩 접합 온도와 냉각 유량을 효과적으로 낮추어 고집적 및 고방열 레이저 칩 실현을 위한 중요한 기술적 지원을 제공합니다. 연구 결과는 본 논문에서 제안한 분산 유동 구조가 반도체 레이저 바 기판 마이크로채널 설계 병목 현상을 극복하였으며, 20 ℃에서 0.35 L/min 액체 냉각 조건 하에 칩 온도 상승 ≤40 ℃ 목표를 달성했으며, 1000 W/cm²의 높은 열유속 조건에서 최적 충전율 0.25, 칩 온도 상승 30.52 ℃의 시뮬레이션 결과를 얻었습니다.

반도체 레이저 바; 액체 냉각; 기판 미세구조; 칩 온칩 통합 방열