CVD 金刚石散热应用

　　在热系统中集成CVD 金刚石时需要考虑的因素。要将热管理元件成功集成到器件中，必须考虑完整的热传导路径以及电气要求和热机械应力。虽然CVD 金刚石刚度极高并且热膨胀系数较小(约为1 ppm/K)，是高功率传输窗口应用的理想选择，但因其与Si (2.6 ppm/K)、GaAs (5.7 ppm/K) 和GaN (3.2 – 5.6 ppm/K) 等常用半导体材料存在明显差异，这给热力设计工程师带来较大挑战。除非在设计开始时即加以考虑，否则热循环产生的应力会对器件寿命和可靠性产生不利影响。控制这些应力的两种方法分别为复合半导体预裂[6] 和金刚石夹层;在金刚石夹层中，上层用于平衡应力。将金刚石集成到器件封装中时，理想几何结构取决于功率密度、冷却通道位置等诸多因素，但模型设计较为简单。

图.1. 金属化CVD 金刚石散热片

　　CVD 金刚石可通过以下三种方式广泛整合到散热解决方案中：(i) 独立单个金刚石单元通过金属化和焊接进行接合，参见图3(例如采用Ti/Pt/Au 溅射沉积金属和AuSn 共晶焊接);(ii) 预制晶片支撑多个器件，使器件生产商能够大批量处理晶片(比如金属化和贴装)。此类附加步骤完成后，这些晶片可作为单个子组件的基板。(iii) 直接采用金刚石镀膜。