近日,化合积电联手北京科技大学、中国科学院电工研究所、西安交通大学发表的学术论文“Enhancing interfacial heat conduction in diamond-reinforced copper composites with boron carbide interlayers for thermal management”,在材料领域国际知名期刊Composites Part B: Engineering上发表,该期刊由英国Elsevier Ltd出版,具有很高的学术影响力和认可度。

 

应用突破|化合积电联合多所高校破解金刚石多层材料热传导难题
 

作者:北京科技大学崔帅,北京科技大学孙方远教授、中国科学院电工研究所王大正博士和化合积电联合创始人/CEO张星等

 

 

该研究使用化合积电制备的<001>取向、尺寸为10mm×10mm×1mm的高导热性单晶金刚石基板作为基底,通过引入碳化物修饰层有效地将金刚石颗粒与铜基体连接,改善界面结合,显著增强界面热传导,提高了金刚石和铜衬底的界面热导。该研究突破了界面优化对多层材料热性能影响研究较为空白的现状,为增强纳米尺度界面上热交换提供了更深入的理论基础,对未来制造铜/碳化硼/金刚石多层材料实际应用提供了可参考建议。

 

化合积电采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)的方式生长单晶金刚石,为该研究打下良好基础。长期以来,公司始终秉持开放合作理念,和国内外众多知名高校及顶尖实验室建立了紧密合作,通过资源共享、优势互补,与合作伙伴们共同攻克了一系列技术难关,加速了金刚石半导体材料从实验室走向产业化的步伐。

 

应用突破|化合积电联合多所高校破解金刚石多层材料热传导难题
海外部分合作高校及实验室

 

应用突破|化合积电联合多所高校破解金刚石多层材料热传导难题
国内部分合作高校

 

 

 

定制化单晶金刚石

满足多领域科研需求

 

Appliacation

 

应用突破|化合积电联合多所高校破解金刚石多层材料热传导难题
 

单晶金刚石(热学级、光学级、电子级)是化合积电的核心产品之一,具有所有材料中最好的导热性(高达2200W/m.k)以及高硬度、高化学稳定性、高光学透过性、极宽的禁带宽度、负的电子亲合性、高绝缘性和良好的生物兼容性等优异性能,在超精密加工、半导体、航天航空、核能源等高新技术领域拥有广泛应用发展前景,成为了多领域科研前沿的热门研究材料。

 

化合积电采用MPCVD生长方式制备高品质单晶金刚石,提供定制化尺寸、粗糙度、晶向、掺杂等定制化服务,为不同领域科研探索关键技术支撑。

 

序号

技术参数

技术指标

1
尺寸
10*10mm,15*15mm,1寸等,可定制
2
厚度
50um-2mm;可定制
3
晶向
(100)/(110 )/(111)
3
表面粗糙度
Ra<1nm;Ra<30nm
4
氮含量
N <50ppb
5
硼含量
轻掺:1015 ~1017
重掺:1018 ~1020
6
平面度TTV
<10um
7
光学透过率
>70  %
 

 

 

高品质单晶金刚石

“硬核指标”新突破

 

Parameters

 

单晶金刚石晶体质量

 

应用突破|化合积电联合多所高校破解金刚石多层材料热传导难题
应用突破|化合积电联合多所高校破解金刚石多层材料热传导难题
化合积电的电子级单晶金刚石产品的拉曼特征峰FWHM低至2.1cm-1XRD摇摆曲线半高宽低至31.6arcsec。

 

 

单晶金刚石位错密度与氮含量

应用突破|化合积电联合多所高校破解金刚石多层材料热传导难题
应用突破|化合积电联合多所高校破解金刚石多层材料热传导难题
X射线衍射形貌术(XRT)检测下化合积电的电子级单晶金刚石产品的位错密度<103/cm,达到了电子级单晶的位错密度水平。

 

顺磁共振(EPR检测下化合积电的电子级单晶金刚石产品氮含量<50ppb

 

 

表面粗糙度

 

应用突破|化合积电联合多所高校破解金刚石多层材料热传导难题
AFM原子力检测和白光干涉仪进行表面粗糙度检测,Ra<1nm。

 

 

厚度

 

应用突破|化合积电联合多所高校破解金刚石多层材料热传导难题
化合积电单晶金刚石最薄厚度能够达到0.05mm。

 

 

 

化合积电核心产品除了高品质单晶以外,还有多晶金刚石(晶圆级金刚石、金刚石热沉片、金刚石窗口片、金刚石基异质集成复合衬底)和氮化铝薄膜(金刚石基氮化铝、硅基氮化铝和蓝宝石基氮化铝)等,并可根据客户要求提供定制化服务。

 

自创立以来,公司同多所海内外高校及顶尖实验室建立了战略联盟开展深度合作,坚持以市场为导向、“产、学、研、用”四位一体,积极整合优势资源,为金刚石科研前沿贡献力量。

 

 

 

 

 

 

 

原文始发于微信公众号(化合积电):应用突破|化合积电联合多所高校破解金刚石多层材料热传导难题

随着电子设备朝着小型化、高功率密度、多功能化等方向发展,电子产品的迭代升级对于导热散热材料的性能提出更高的要求。过去仅依靠单一材料的散热方案已逐渐无法满足其高效率的散热需求,新型材料+组合化、多元式的散热材料方案逐渐成为市场主流。艾邦建有散热材料交流群,欢迎扫码加入:

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作者 gan, lanjie