고출력 반도체 레이저 바 패키징에서 칩과 히트 싱크 간의 열 팽창 계수 불일치로 인한 잔류 열 응력은 장치의 성능과 신뢰성을 제한하는 핵심 문제입니다. 이 응력은 칩의 휨과 SMILE 효과를 유발하여 레이저의 광학적 일관성을 저하시킬 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 Ga-Diamond 액상 금속 복합 연결층을 기반으로 한 상온 패키징 방안을 제안하였으며, 리플로우 공정 중 온도 구배 및 계면의 강성 제약을 회피하여 메커니즘적으로 열 응력을 효과적으로 억제할 수 있음을 보였습니다. 시뮬레이션 결과, 해당 패키징 방안을 적용한 후 칩의 최대 응력이 약 0.9 MPa로 감소하고 변형량은 거의 0에 가깝게 나타났습니다. 실험 결과 또한 SMILE 값이 1.40 μm에서 0.17 μm로 유의미하게 감소함을 확인하였습니다. 50 A 구동 전류 하에서 장치의 광 출력 파워는 58.5 W에서 63.5 W로, 광전자 변환 효율은 58.5%에서 64.8%로 향상되었습니다. 연구 결과는 Ga-Diamond 액상 금속 연결층이 제공하는 유연한 계면과 상온 패키징 공정이 열 불일치 변형을 효과적으로 해소하여 저응력 고휘도 반도체 레이저 바 구현을 위한 유망한 기술 경로임을 시사합니다.

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