【技术实现步骤摘要】
直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN-HEMTs的方法
本专利技术涉及金刚石与碳化硅连接的散热结构的制备方法。
技术介绍
由于现在器件的发展迅速,电子器件的频率与集成度越来越高,因此产热的集中性也越来越高,器件产热对于工作的稳定性不容忽视。因此,如何高效,快速的将热量导出,成为业界研究的重点。对于导热材料的要求,便愈发急迫。热导率(thermalconductivity)便是描述材料导热性能的关键参数,高热导率材料的制备,是电子器件前进路上必不可少的一环。GaN作为第三代半导体材料的代表,是现在及将来许多半导体器件的主要制备材料。但是,GaN的热导率只有220W/(m·K),现GaNHEMTs晶圆基底一般为碳化硅(SiC),其热导率仅约400W/(m·K)。在半导体器件的使用过程中会有大量热量产生,影响器件运行效率,现有GaN器件功率密度在10W/mm以下,而其极限为60W/mm,并随着电子器件频率的提升,热量积聚的问题会尤为凸显,因此,如何解决GaN器件的散热问题,制备一种新型的散热结构是重中之重。而金刚石拥有着众多优异性质:在室温下的热导率极高,达22 ...
【技术保护点】
1.直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN‑HEMTs的方法,其特征在于该方法按以下步骤实现:一、利用激光刻蚀或者金属镀层刻蚀方法在SiC基片表面刻蚀出孔洞,孔洞位置位于GaN‑HEMTs下方,孔洞的深度为100~400μm,得到含有孔洞结构的SiC晶片;二、将含有孔洞结构的SiC晶片依次置于无水乙醇和去离子水中进行超声清洗,得到清洗后含有孔洞结构的SiC晶片;三、在步骤二清洗后含有孔洞结构的SiC晶片的表面旋涂纳米金刚石悬浮液,得到建立辅助形核点的SiC晶片;四、将建立辅助形核点的SiC晶片置于MPCVD装置中沉积金刚石层,通入氢气与甲烷气体,控制氢气流量100~3 ...
【技术特征摘要】
1.直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN-HEMTs的方法,其特征在于该方法按以下步骤实现:一、利用激光刻蚀或者金属镀层刻蚀方法在SiC基片表面刻蚀出孔洞,孔洞位置位于GaN-HEMTs下方,孔洞的深度为100~400μm,得到含有孔洞结构的SiC晶片;二、将含有孔洞结构的SiC晶片依次置于无水乙醇和去离子水中进行超声清洗,得到清洗后含有孔洞结构的SiC晶片;三、在步骤二清洗后含有孔洞结构的SiC晶片的表面旋涂纳米金刚石悬浮液,得到建立辅助形核点的SiC晶片;四、将建立辅助形核点的SiC晶片置于MPCVD装置中沉积金刚石层,通入氢气与甲烷气体,控制氢气流量100~300sccm,甲烷流量5~30sccm,沉积气压100~300mBar,沉积温度700~900℃,持续1~4h,得到带有金刚石形核膜层的SiC晶片;五、对带有金刚石形核膜层的SiC晶片进行抛光,将上表面的金刚石膜层去掉,留下孔洞中金刚石膜层,得到孔洞中带有金刚石膜层的SiC晶片;六、将孔洞中带有金刚石膜层的SiC晶片依次置于无水乙醇和去离子水中进行超声清洗,得到清洗后孔洞中带有金刚石膜层的SiC晶片;七、将步骤六得到的清洗后孔洞中带有金刚石膜层的SiC晶片置入MPCVD装置中进行沉积,只在SiC晶片上的孔洞中进行沉积,通入氢气与甲烷气体,控制氢气流量100~300sccm,甲烷流量5~30sccm,沉积气压100~300mBar,沉积温度700~900℃,沉积填满孔洞,完成金刚石辅助散热GaN-HEMTs碳化硅基底的制备。2.根据权利要求1所述的直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN-HEMTs的方法,其特征在于步骤一中孔洞的长为100~300μm,孔洞的宽为100~300μm。3.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员:代兵,赵继文,朱嘉琦,杨磊,曹文鑫,刘康,韩杰才,舒国阳,高鸽,姚凯丽,刘本建,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。