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。。。
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。。