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高热导率、大尺寸金刚石热沉片的制备

时间:2023-01-04浏览次数:934

众所周知,金刚石是自然界中已知热导率最高的材料,其热导率约为铜的5倍,硅的14倍,同时其具有非常稳定的物理和化学性质,以及极高的机械强度和电绝缘性,是制作极高热流密度电子器件散热元件的理想材料。目前,厚度超过3 mm的金刚石微槽道散热器已成功应用于国内卫星和航天器。


目前国内外在使用MPCVD法制备金刚石热沉片时,大多以2450MHz和915MHz两种频率的微波频段为主,其中2450MHz制备金刚石热沉片具有微波等离子体设备较小,容易加工制造等优点,但是缺点是难以造出大面积的金刚石热沉片,这是由等离子体尺寸的限制造成的,而对于915MHz的微波等离子体设备,其特点则与2450MHz的完全不同,加工相对困难,但激发获得的等离子体的尺寸则会相对较大。


凯发k8国际是国内首家掌握MPCVD制备高质量金刚石的核心工艺并实现量产, 并且独创基于等离子体辅助抛光的金刚石原子级表面高效精密加工方法,全球首家将金刚石热沉片表面粗糙度从数十微米级别降低至1nm以下,达到半导体级应用标准。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。



工艺流程:


NO.1 生长

采用自主设计定制的 MPCVD 装置,制备大面积高品质金刚石膜,具有高厚度均匀性和高生长速率。


NO.2 研磨、抛光

采用研磨抛光专用设备,使CVD金刚石生长面表面粗糙度 Ra < 1 nm,呈镜状光泽。完全符合金刚石作为电子元件,需具备的极低的表面粗糙度和极高的面型精度,从而增大接触面积,提高其散热效率。


NO.3 切割

采用激光切割,热影响区小、工件基本无变形、工具无损耗、割缝窄、切割速度快、割缝边缘垂直度好、切好无机械应力等。


MPCVD生长工艺


凯发k8国际为国内率先采用具有等离子体密度高、无放电电极污染、控制性好等优点的微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法制备金刚石。目前,已具有自己设计定制设备的能力(915GHZ 6寸的设备已完成设计)。相较于目前世界范围内得到广泛使用的其他三种金刚石膜沉积技术(热丝CVD、直流辅助等离子体CVD、直流电弧等离子体喷射CVD),MPCVD是制备高质量金刚石的更先进的方法。


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MPCVD生长工艺的优势



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