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新型热管理材料首选——金刚石热沉片

时间:2023-01-04浏览次数:1371

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:


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(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。。


尊龙时凯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。。。。


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