为退烧而生的金刚石热沉片，半导体性能究竟有多牛？

金刚石是一种性能优异的宽禁带半导体材料，它是继硅（Si）、砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）、氮化镓（GaN）等之后的重要半导体材料之一，可用于重要的半导体器件，其优异的性能可归纳如下：

（1）极高的介质击穿特性：击穿电场为107V/cm，是GaAs材料的50倍，GaN材料的2倍，SiC材料的2.5倍。

（2）极高的功率容量：金刚石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。

（3）极高的热传导：室温下金刚石具有最高的热导率，是铜的5倍。

（5）高饱和载流子速度：金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。

金刚石不仅有上述优越的性质，更重要的是其各种性质的组合，使得它成为最重要的第三代半导体材料之一，这也是人们热衷研究半导体金刚石的原因和意义。由于金刚石的固有特性和天然金刚石的稀有性，其加工制造技术十分困难，尤其是制造出满足电子学和光学应用的半导体金刚石，目前尚存在许多问题，为此，需要花大力气研究它的制造加工技术。

金刚石最常见的应用是作为热管理材料，在功率器件、电子器件中作为热沉。热沉是把器件产生的热量迅速吸收和发散，用金刚石薄膜作热沉时，要求具备以下特点:

·热传导率大

·电气绝缘性好

·热膨胀系数与器件材料的膨胀系数基本相同

·介电常数小

·与热传导性、电传导性优良的金属的粘附性好

·化学性质稳定

·表面平滑性好

凯发k8国际团队，引领全球技术革新，在CVD金刚石工艺上取得了较大进展，CVD金刚石生长面表面粗糙度 Ra < 1 nm，完全符合半导体应用标准。CVD金刚石作为卓越的热管理材料，金刚石热沉片在诸多重要领域都有广阔的应用前景。