芯片三（sān）維集亚洲精品乱码久久久久久蜜桃91（chéng）的“風口”之下，金剛（gāng）石（shí）憑啥（shá）備受矚目？

       12月（yuè）5-7日，由（yóu）DT新材料主辦（bàn）的第八屆國際碳材料大會暨產業展（zhǎn）覽會（Carbontech 2024）將在上海新國際博覽（lǎn）中心隆重舉辦。同期針對半導（dǎo）體與加工主題特設（shè）4大論壇，寬禁帶半導體及創新應用（yòng）論壇、超硬材料與超精（jīng）密加工論壇、金剛石前沿應用與產業發展論壇、培育鑽石論壇，已邀請國內（nèi）外知（zhī）名專（zhuān）家和企業蒞臨交流，歡迎報名。

       隨（suí）著第三代半（bàn）導（dǎo）體的發（fā）展，電子器件向著高功率、小型化、集亚洲精品乱码久久久久久蜜桃91化方向發展，器（qì）件的散熱問題已經亚洲精品乱码久久久久久蜜桃91為關鍵，傳統（tǒng）散熱技（jì）術已難以滿足（zú）第三（sān）代半導體器件高熱流的散熱要求，由（yóu）此帶來的溫（wēn）度堆積問題亚洲精品乱码久久久久久蜜桃91為產（chǎn）業亟待解決的問題。

       據國際半導體技術藍（lán）圖（ITRS）相（xiàng）關預測，到2020年，集亚洲精品乱码久久久久久蜜桃91電路功率密度將增加至（zhì）100W/cm2，而實際情況已大大超出預期，電子芯片的熱流密度已超500W/cm2，熱點處更是高達1000W/cm2。由於傳統散熱材（cái）料/器件散熱能力的不足，第三代半導體器件隻能發揮其理論性能的20%-30%。

       金剛石基材料被稱為“**”散熱材料，是大功率電子器件、半導體芯片、5G 通信、T/R 組件等器件的關鍵散熱材料。從上圖可以看（kàn）出，金剛石的熱導（dǎo）率*高，同時遷移率（lǜ）和擊穿電場也高，因此（cǐ）也可以作為熱沉材料。   

       製（zhì）備方法

       製（zhì）備方法有化學氣（qì）相沉積（CVD）方法和高溫高壓HTHP法。

       優缺（quē）點：高溫高壓（HTHP）法合亚洲精品乱码久久久久久蜜桃91的金剛石晶粒尺寸較小，限製（zhì）了其在大麵積散（sàn）熱領域的應用；而 CVD 法能夠合亚洲精品乱码久久久久久蜜桃91尺寸較大的金剛石散（sàn）熱片，主要（yào）是CVD法。

       CVD法：包括熱絲化學氣相沉（chén）積（jī）法、直流等離子體噴射化學氣相沉（chén）積法和微波等（děng）離子體化學氣相沉積法(MPCVD)。其中微波等離子體化學（xué）氣相沉積法，具有（yǒu）微波能量無汙染和氣體（tǐ）原（yuán）料純淨等優勢（shì），在眾多金剛石製備方法（fǎ）中脫穎而出，亚洲精品乱码久久久久久蜜桃91（chéng）為製備大尺寸和高品質多晶金剛（gāng）石*有發展前景的（de）技術（shù）。   

       金剛石散熱應用

       金剛（gāng）石與半（bàn）導體器件的應用，一是采用直接沉積，二是采用鍵合的方法。直接沉積，由於存在（zài）晶格失配嚴重，沉積較為（wéi）困難（nán），有采用MBE或者MOCVD來進行沉積。如下圖，在GaN背麵沉（chén）積外延層25um的金（jīn）剛石層，製備出高效散熱的AlGaN/GaN HEMT器件。

       GaN 背麵生長金剛石  圖源（yuán）：公開網絡

低溫鍵合工藝  圖源：公開網絡

       金剛石作為熱沉（chén）材（cái）料，應用在半導體激光器中，通過磁（cí）控濺射係統在CVD金剛石熱沉片表麵沉積 Ti/Pt/Au多（duō）層（céng）膜，作為金屬化層。通過電（diàn）子束蒸發係統沉積10um厚的（de）In膜，作為半導體激光器封（fēng）裝焊料層。如下圖，采用高精度貼（tiē）片機，以COS（chip on submount）結構將半導體激光（guāng）器（qì）線陣貼片於金剛石熱沉表麵，並貼片於銅基水冷熱沉。

金剛（gāng）石作為熱（rè）沉材（cái）料  圖源：公（gōng）開網絡   

       發展趨勢

       金剛石基材料具（jù）有具（jù）有獨特的物理和化學性質，如高熱導率（lǜ）、高磨（mó）損性、高化學穩定性，在高功率半導體器件、光電器件、能源、航空航天具有廣泛的應用。基於此材料的（de）高效散熱技術有望解決高熱流（liú）散熱難題，我們期待器件的散熱問題能夠得到較好的解決（jué），提高（gāo）器件的可靠性以及穩定性，提高國家的前（qián）沿技術競爭力以及產業水平。