半导体激光器又称激光二极管，是用半导体材料作为工作物质的激光器。具有体积小、寿命长，电光转化效率高、稳定性好等优点，被广泛应用于工业加工、激光通信、激光照明、激光陀螺、激光打标、激光医疗、科学研究、测距以及雷达等方面，很多应用对半导体激光器要求具有输出功率高、可靠性高、使用寿命长的特点。
半导体激光器在生产制程中需要对激光芯片进行封装，目前激光芯片封装成组件激光芯片单管COS（Chip On Submount）,激光芯片焊接到过渡热沉，再焊接到热沉上做成模块应用。激光芯片单管焊接到过渡热沉上封装技术，为维持激光器的长期稳定，需要提供良好的散热条件，其中热沉的热膨胀系数与芯片（热膨胀系数 6.4×10-6/K）的匹配程度直接影响材料间的应力释放，对过渡热沉的散热能力提出一定要求，对热沉材料的热应力释放能力有一定要求。
半导体激光器工作时会产生大量的热，若热量不能及时散出去会影响激光器的各项性能，如发生波长发生红移、阈值电流增大、斜率效率降低、功率减小等，严重时甚至导致激光器失效，散热封装技术是保障激光器稳定工作的关键。基于热沉传导冷却散热方方式不仅能够有效提升激光器的散热能力，而且能够有效提高激光器的工作可靠性。热沉冷却散热封装一般分为零级热沉和热沉两部分，芯片工作时有源区产生的热量首先通过零级热沉向外传导，再由热沉作为散热终端将热量全部传导到冷却媒介中。热沉一般指无氧铜或者其他高导材料。零级热沉又称过渡热沉，过渡热沉直接与激光芯片和热沉相连，过渡热沉材料的热膨胀系数、热导率等特性参数对激光器散热能力起至关作用。
二、封装热沉
市场上常见的热沉材料有氮化铝（ALN），钨铜（WCu），碳化硅（SiC），氧化铍（BeO），金刚石（diamond）等，他们有一些独特特性，根据实际需求分别被应用到不同的领域。
1、氮化铝（ALN）
氮化铝热沉
基片材料：氮化铝
密度（kg·10-3）：3300
热导率（W/(m·K)）：＞（170-230）
粗糙度（um）：＜0.3
弹性模量（GPa）：270
泊松比：0.260
热膨胀系数（×10-6/K）：4.6
基片厚度（mm）：0.15-1.5
2、钨铜（WCu）
钨铜合金热沉
基片材料：钨铜合金
密度（kg·10-3）：16750
热导率（W/(m·K)）：＞（180-340）
粗糙度（um）：＜0.3
弹性模量（GPa）：315
泊松比：0.300
热膨胀系数（×10-6/K）：＞6.5
基片厚度（mm）：＞0.15
3、碳化硅（SiC）
碳化硅热沉
基片材料：碳化硅
密度（kg·10-3）：3200
热导率（W/(m·K)）：＞300
粗糙度（um）：＜0.3
弹性模量（GPa）：221
泊松比：0.210
热膨胀系数（×10-6/K）：4.5
基片厚度（mm）：0.15-1.5
4、氧化铍（BeO）
氧化铍热沉
基片材料：氧化铍
密度（kg·10-3）：3100
热导率（W/(m·K)）：＞250
粗糙度（um）：＜0.3
弹性模量（GPa）：315
泊松比：0.260
热膨胀系数（×10-6/K）：6.8
基片厚度（mm）：0.15-1.5
5、金刚石（diamond）
金刚石基板
基片材料：金刚石
密度（kg·10-3）：3520
热导率（W/(m·K)）：1000-2000
粗糙度（nm）：＜30
弹性模量（GPa）：1000
泊松比：0.070
热膨胀系数（×10-6/K）：1.3
基片厚度（mm）：0.15-3
综合来看，金刚石热沉片作为高功率半导体激光器的过渡热沉有诸多优点，其优点如下:
(1)高热导率：在散热方面，热沉的热导率是最重要的因素。高功率半导体激光器工作时产生的废热需要及时散掉，否则，会造成波长红移，影响激光器寿命和稳定性。人造金刚石热导率最高可达2000W/(m·K)，是常用铜热沉的5倍左右。金刚石膜优越的热导率大大提高了激光器的散热效果。
(2)热膨胀系数匹配：金刚石膜的热膨胀系数可变，温度300K时为1x10-6/K500K时为27x10-6/K，1000K时为4.4x10-6/K，与GaAs材料匹配(4.5x106/K)，能够很好的消除热应力，减小激光器芯片变形。
(3)电绝缘性高：金刚石膜的电阻率非常高，达到103Ω·cm，绝缘性越好。
(4)介电常数小：与其他热沉材料相比(Si的介电常数118，AIN的介电常数为8.5)，金刚石膜的介电常数最小为5.5，有利于器件的运作，信号的传输。
金刚石热沉片作为激光器芯片封装热沉，表面可金属化，预置焊料，如金锡焊料AuSn，方便激光芯片焊接使用。为高功率激光芯片提供高效、持续性的散热能力。
