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为何说CVD金刚石是绝佳散热材料?

发表时间:2021-05-21 09:44作者:化合积电网址:http://www.csmc-semi.com

作为钻石的直系亲属,具有“碳单质”特性的金刚石本事可不小,包括已知最高的热导率、刚度和硬度,同时在较大波长范围内具有高光学传输特性、低膨胀系数和低密度属性。这些特性使金刚石成为能够显著降低热阻的热管理应用材料。


要合成热管理应用所需金刚石,第一步是选择最恰当的沉积技术。微波辅助 CVD 能够更好地控制晶粒大小和晶粒界面,从而生成符合特定应用热导率级别所需的高品质高再现性多晶金刚石。目前,CVD 金刚石已实现商业化,有 1000-2000 W/m.K 不同等级热导率可供选择。CVD 金刚石还具有完全各向同性特征,强化各方向上的热量扩散。

CVD 金刚石与“传统”散热材料热导率对比.png

CVD 金刚石与其它传统散热材料的热导率对比


借助近期技术发展,CVD 金刚石已实现量产,且成本迅速降低。采用异质外延也是生长大面积金刚石的一种有效方法。异质外延是指在 Si、蓝宝石、MgO 等衬底上利用缓冲层来缓解金刚石与衬底的热失配和晶格失配,最终实现单晶金刚石薄膜的生长,其中最有效的缓冲层为 Ir 等。理论上该方法可以生长面积足够大的金刚石,以满足其在电子器件领域产业化需求。


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