不可不知！用于散热的金刚石热沉片！

金刚石集力学、电学、热学、光学等优异性能于一身,使其在高新科技领域中，特别是电子技术中得到广泛应用，同时，由于它是优异的高温半导体材料，因此，对半导体器件的发展起到举足轻重的作用。

金刚石的导热率是铜的五倍。虽然铜是一种很好的热导体，但铜也可以导电。金属通过自由电子传导热量和电力。电路需要与铜电隔离以防止短路。然而，金刚石具有高介电强度。

金刚石、陶瓷、玻璃和其他电绝缘体通过声子或晶格振动传导热量。由于极强的原子键合，金刚石具有刚性晶格。金刚石的刚性晶格提供高振动频率，因此德拜温度高达 2,220 K，导致声子-声子散射的阻抗有限。

金刚石热沉片的高导热性和高介电强度的结合对于高功率激光二极管阵列、射频模块和大功率晶体管具有重要价值。氧化铍 (BeO) 衬底由于其高导热性和介电强度的结合而被用于一些电子封装应用中。金刚石热沉片取代了有毒的 BeO 散热器，同时提供了更好的散热效果。由金刚石制成的金刚石热沉片和封装基板在散热方面非常出色，同时还使微电子器件与其他设备和电路组件电绝缘。高效散热可延长这些电子设备的使用寿命，并且这些设备的高更换成本证明了使用高效但相对昂贵的金刚石热沉片是合理的。金刚石热沉片可防止硅和其他半导体材料过热。

金刚石与硅 (2.6 ppm/° C)、GaAs (5.7 ppm/° C)、GaN (3.2 – 5.6 ppm/° C) 相比，具有低得多的热膨胀系数 (约 1 ppm/° C) ) 和铜 (16.6 ppm/° C)。必须在设计过程的早期考虑和建模热膨胀差异，以防止热循环期间的应力降低器件寿命和可靠性。在某些设计中，电子设备被夹在两个金刚石层之间以平衡应力。

金刚石基板可用作封装材料，通过金属化和焊接提供散热解决方案。将 CVD 金刚石直接沉积到器件上是将散热器集成到产品中的另一种方法。另一种方法是使用在其上制造多个常规半导体器件或金刚石半导体器件的预制金刚石晶片。

在为高电子迁移率晶体管 (HEMT)（用于 HEMT 应用的金刚石基氮化镓衬底）开发的实验中，氮化镓（金刚石基氮化镓和碳化硅基氮化镓 (SiC) 的热导率测量表明金刚石与 SiC 相比，可以将热阻抗 (° C/W) 降低多达 58%，同时功率密度提高三倍。因此，金刚石基氮化镓场效应晶体管的功率密度更高，GaN-on-diamond 晶圆将成为部署在蜂窝基站和军事通信应用中的高功率 GaN 晶体管的理想平台。