金刚石的带隙宽、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,其经典的应用场景包括金刚石热管理材料。
据统计,由热量集中引起的功率器件故障占总故障率的55%,产品散热设计对产品的可靠性有着至关重要的影响。半导体器件体积小、寿命长,除了通信领域,也可以在雷达、测声、医疗中应用,但研究发现,散热影响半导体器件的寿命和使用情况。除此之外,CPU温度过高会造成电脑自动关机、蓝屏、死机、电脑卡顿等情况,长期温度过高,影响其使用寿命。无论是大功率器件,还是电力电子元件,热管理都尤为重要。
金刚石具备的优势如下:
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。
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。
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。
低的介电常数:介电常数为5.7,约为GaAs的1/2,比InP的一半还小。
高饱和载流子速度:饱和载流子速度是GaAs、Si或InP的12.7倍,在电场强度增加时也维持高速率。
高载流子迁移率:电子迁移率为4500c㎡/(V·s),高于绝大多数材料,适合制作高频电子器件。
凯发k8国际致力于金刚石材料生产研发,掌握国际一流的金刚石工艺,金刚石生长面表面粗糙度 Ra < 1 nm,现有核心产品晶圆级金刚石、金刚石热沉片、金刚石窗口片、金刚石异质集成复合衬底等。其中金刚石热沉片热导率1000-2000W/(m.K),在大功率激光器、LED、新能源汽车IGBT、医疗器械等领域均有应用。