大尺寸超高導熱金剛石生長及應用技術檢視原始碼討論檢視歷史

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大尺寸超高導熱金剛石生長及應用技術材料基礎科學、材料前沿熱點口能源材料、信息電子材料、無機非金屬材料。

關鍵詞： 金剛石，散熱，半導體

應用領域

高功率密度器件

成果簡介

利用金剛石高熱導率的特性，採用鍵合方法實現金剛石晶片為半導體襯底散熱，或於半導體器件表面實現金剛石散熱膜層製備，採用自組裝形核方法，提升異質表面金剛石形核密度，增加成膜緻密性。實現低溫製備納米/微米金剛石膜層，採用紅外無接觸循環退火方法大幅降低金剛石與氮化鎵等異質材料的界面應力，實現高導熱金剛石層對器件表面的全覆蓋。建立了以低熔點納米銀、金為主的低溫鍵合材料體系。對大尺寸高粗糙金剛石表面金屬化後，採用納/微米銀漿低溫連接，實現低熱阻、高結合率(>98%)、低孔隙率(<11%)的快速連接，通過了溫循(-40℃~150℃)、高低溫等可靠性應用驗證。

經濟效益與社會效益

本技術契合節能減排、智能製造等國家新興重大戰略的需求；推進了第四代半導體產業的進程，打破了「瓦森納協定」的封鎖，為我國在超寬禁帶半導體材料實現彎道超車、占領國際產業發展制高點打下堅定基礎。該技術可改變傳統散熱策略，實現5倍於傳統銅基散熱方案，可應用於新能源汽車、手機、高功率5G基站等領域中的大功率器件高效散熱。