散热技术革新，，，金刚石热沉片助力半导体器件高效散热

随着半导体器件朝着集成化和小型化方向发展，，
，
，集成电路功率密度不断增加，，，热点处更是高达1000W/cm2
，，，由于传统散热材料/器件散热能力的不足，，热量的持续累积威胁着电子的性能、
、、稳定性和寿命，，
，，第三代半导体器件只能发挥其理论性能的20%-30%。
。因此,提高电子器件的散热能力至关重要。。。

金刚石材料被称为第四代散热材料
，
，，，是大功率电子器件
、、半导体芯片、
、、
、5G 通信
、、T/R 组件等器件的关键散热材料。。从下表可以看出，，，金刚石的热导率最高，
，，同时迁移率和击穿电场也高
，，因此也可以作为热沉材料
。。
。

表1 不同材料的热导率

 尊龙时凯采用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)制备大尺寸、
、、高品质金刚石薄膜
。。微波等离子体化学气相沉积法，，
，，具有微波能量无污染和气体原料纯净等优势,是制备大尺寸和高品质多晶金刚石最有发展前景的技术。。。

金刚石与半导体器件的应用主要有两种方式：一是采用直接沉积，
，二是采用键合的方法
。
。直接沉积，
，，，由于存在晶格失配严重，，，，沉积较为困难，，有采用MBE或者MOCVD来进行沉积。。。如在GaN背面沉积外延层25um的金刚石层，，，，制备出高效散热的AlGaN/GaN HEMT器件。。。。低温键合，，，即在室温下，，，使用表面活化法将硅衬底上外延生长的GaN层转移到金刚石衬底上，
，，，获得GaN on diamond异质键合结构，，，，其界面热导已与外延生长法制备的水平相当。。
。。

图2 GaN 背面生长金刚石

图3 低温键合工艺

金刚石在半导体激光器作为热沉材料，，通过磁控溅射系统在CVD金刚石热沉片表面沉积Ti/Pt/Au多层膜，，作为金属化层
。
。
。通过电子束蒸发系统沉积10um厚的In膜，，作为半导体激光器封装焊料层。。。采用高精度贴片机，，，以COS（chip on submount）结构将半导体激光器线阵贴片于金刚石热沉表面
，
，并贴片于铜基水冷热沉。。。

图4 半导体激光器中金刚石作为热沉材料

随着第三代半导体的发展，
，，，电子器件向着高功率、、小型化、
、、、集成化方向发展，，，器件的散热问题已经成为关键
，，，传统散热技术已难以满足第三代半导体器件高热流的散热要求，，，由此带来的温度堆积问题成为器件失效的主要原因
。。金刚石热沉片具有具有独特的物理和化学性质，，，
，如高热导率、、高磨损性、、、高化学稳定性
，，，，在高功率半导体器件、、、光电器件、
、能源、、
、、航空航天具有广泛的应用。。
。

基于金刚石特性，，，尊龙时凯针对半导体器件散热难题,推出金刚石散热解决方案，，，，助力提高器件的可靠性以及稳定性，，，解决芯片“卡脖子”问题。。
。。其核心产品金刚石热沉片、、金刚石晶圆、、金刚石窗口、、、金刚石异质集成复合衬底，，，，目前已应用于大功率半导体器件
、、无人机、、、
、航空航天、、、新能源汽车以及医疗器械等领域。。