新型热管理材料首选——金刚石热沉片

金刚石，为人类所发现已经有两千多年的历史，素有“宝石之王”的美誉，然而其价值远不止于此。它带隙宽、热导率高、击穿场强高、载流子迁移率高、耐高温、抗酸碱、抗腐蚀、抗辐照，优越的性能使其在高功率、高频、高温领域等方面发挥重要作用，可以说，金刚石是目前最有发展前途的半导体材料之一。

金刚石是一种性能优异的宽禁带半导体材料，优势诸多：

（1）极高的热传导：热导率2200W/m.K ，室温下金刚石具有最高的热导率

（2）极高的介质击穿特性：击穿电场为107V/cm，是GaAs的50倍，GaN的2倍，SiC的2.5倍。金刚石的击穿电压比硅高514倍，而6H-SiC、4H-SiC和GaN则分别比硅高56、46和34倍。器件的工作温度大于500 ℃，在高功率、高温度和恶劣环境工作的器件应用前景广阔。

（3）极高的功率容量：容许的功率使用容量是Si材料的2500倍以上；特别适合制作大功率电子器件

（4）低的介电常数：金刚石的介电常数为5.7，约为GaAs的1/2，比InP的一半还小，也就是说，在给定的频率下，金刚石半导体具有可竞争性的容性负载，这为毫米波器件的设计提供了极大的方便。

（5）高饱和载流子速度：刚石的饱和载流子速度是GaAs、Si或InP的12.7倍，而且载流子速度比GaAs的峰值还要大，即在电场强度增加时也可维持其高的速率。

（6）高载流子迁移率：无论是电子迁移率还是空穴迁移率都优于其他半导体材料，金刚石电子迁移率为4500cm2/（V·s），而Si为1600cm2/（V·s），GaAs为800cm2/（V·s），GaN为600cm2/（V·s）；金刚石的空穴迁移率为3800cm2/（V·s），而Si为600cm2/（V·s），GaAs为300cm2/（V·s），GaN小于50cm2/（V·s），因而，金刚石可以制作高频电子器件。

（7）极高的品质因数：通常，品质因数由饱和载流子速度和介电强度确定。如以Si的品质因数为1作为基准，那么GaAs的品质因数为7，InP的品质因数为16，SiC的品质因数为1138，金刚石的品质因数为8206。当其品质因数用于判断逻辑电路的潜力时，介电常数、饱和载流子速度和热导率是判据，如Si的判据为1，则GaAs为0.456，SiC为5.8，金刚石为32.2，因此，在理论上，金刚石最适合于集成电路使用。

（8）优良的光学特性：金刚石不仅具有优异的电学特性，而且有优良的光学特性。金刚石除在紫外和红外的某些波段存在本征吸收外，在整个光谱波段（紫外、可见光、红外）均透明，并有不寻常的高折射率，因此，金刚石是最理想的光学窗口材料。

（9）极高的硬度和极高的化学稳定性：金刚石不仅具有结构致密、耐磨、低摩擦因数和极高的硬度，而且在大多数环境下都是绝对稳定，耐化学腐蚀的。

凯发k8国际专注金刚石的生产与研发，核心产品金刚石热沉片热导率1000-2000W/m.k，晶圆级金刚石Ra<1nm，更有GaN on diamond 、Diamond on GaN、金刚石基氮化铝等产品，为您提供最全金刚石热管理解决方案。采用金刚石热沉的大功率半导体激光器已经用于光通信，在激光二极管、功率晶体管、电子封装材料等领域也都有应用。基于晶圆级的金刚石产品能力，公司开发出了金刚石基氮化镓外延片，主要应用在射频（卫星、5G基站）与高功率器件（光伏、风力发电、新能源车、储能）等对热管理需求高的领域，作为碳化硅基氮化镓材料的补充。