一种金刚石复合散热基板的制备方法技术

技术编号:41877028 阅读:48 留言:0更新日期:2024-07-02 00:29
一种金刚石复合散热基板的制备方法,本发明专利技术是为了解决不同热流密度区域对散热要求不同的问题。制备方法:一、使用激光在多晶金刚石衬底的高热流密度区域切割出通孔;二、在MPCVD装置的舱体中,控制甲烷、氢气和氧气流量,在CVD单晶晶种上化学气相沉积生长单晶金刚石;三、超声清洗处理;四、将清洗后的单晶金刚石衬底放入多晶金刚石衬底的通孔中,激活等离子体;五、在MPCVD装置的舱体中,化学气相沉积过程分成两个阶段进行生长,控制氢气,甲烷流量以及生长温度,得到金刚石复合散热基板。本发明专利技术金刚石复合散热基板中的单晶金刚石用于热点处高热流密度区域散热,高导热多晶金刚石用于热点以外的低热流密度区域散热。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高导热金刚石散热应用领域,具体涉及一种金刚石复合散热基板的制备方法


技术介绍

1、随着功率器件集成化、小型化,散热问题成为限制器件性能以及稳定性的瓶颈。其中值得关注的一个问题是:器件表面的热源分布是不均匀的,存在一个或者多个热流密度显著高于其他区域的“热点”,因此,针对不同热流密度区域设计不同的散热方案是有必要的。单晶金刚石具有众多优异的性质,如极高的硬度、红外到紫外高的光学透过性、室温下超高热导率、高载流子迁移率和禁带宽度等,可广泛应用于机械加工、光学窗口、电子器件以及散热应用等。但由于衬底尺寸限制,同质外延单晶金刚石尺寸一般不超过10mm×10mm。通过异质外延和马赛克拼接等虽然能够制备更大尺寸的单晶金刚石,但制备工艺较为复杂,现阶段难以实现广泛应用,尺寸是限制了金刚石材料大规模应用的关键问题之一。然而,金刚石作为热沉片则具有很大的发展前景,其室温热导率高达2400w/(m·k)。根据制备工艺与品质的不同,多晶金刚石热导率大约在1000~2200w/(m·k)范围内,同时4英寸以上的多晶金刚石已经成功制备。由于金刚石单晶和多晶热导率都远本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种金刚石复合散热基板的制备方法,其特征在于该制备方法按照以下步骤实现:

2.根据权利要求1所述的金刚石复合散热基板的制备方法,其特征在于步骤一中多晶金刚石衬底的边长为10mm~20mm,厚度为0.8~2mm。

3.根据权利要求1所述的金刚石复合散热基板的制备方法,其特征在于步骤一中通孔的边长为3.5mm~10.5mm。

4.根据权利要求1所述的金刚石复合散热基板的制备方法,其特征在于步骤二中在单晶金刚石衬底的表面加工多条微槽道,微槽道的深宽比为3~6。

5.根据权利要求1所述的金刚石复合散热基板的制备方法,其特征在于步骤二中在MPCV...

【技术特征摘要】

1.一种金刚石复合散热基板的制备方法,其特征在于该制备方法按照以下步骤实现:

2.根据权利要求1所述的金刚石复合散热基板的制备方法,其特征在于步骤一中多晶金刚石衬底的边长为10mm~20mm,厚度为0.8~2mm。

3.根据权利要求1所述的金刚石复合散热基板的制备方法,其特征在于步骤一中通孔的边长为3.5mm~10.5mm。

4.根据权利要求1所述的金刚石复合散热基板的制备方法,其特征在于步骤二中在单晶金刚石衬底的表面加工多条微槽道,微槽道的深宽比为3~6。

5.根据权利要求1所述的金刚石复合散热基板的制备方法,其特征在于步骤二中在mpcvd装置的舱体中,控制甲烷的流量为10~15sccm,氢气流量为200~300sccm,氧气流量为0.5~0.8sccm,微波功率为5000~6000w,舱体内气压为130~150torr,以900~950℃的温度,在cvd单晶晶种上化学气相沉积生长单晶金刚石。

6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱嘉琦郝晓斌李一村代兵
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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