不同種類的金剛石散熱方法有什么不同？

1、單晶超高導熱金剛石材料

單晶金剛石是金剛石材料類中熱導率最高的一種，這與其晶體結構密切相關，主要通過晶格振動即聲子導熱。單晶金剛石用作散熱主要有兩種方式。一種是直接用作替代外延襯底，原位生長材料制備器件，通過器件有源區與金剛石緊密接觸，利用金剛石超高的熱導率將熱量均勻分布到襯底中。另一種是在單晶金剛石結構中加入微通道結構，利用流體將內部熱量帶出，達到降溫的目的。

大面積單晶金剛石襯底主要為開發和產業化多種電子器件提供外延生長襯底。大功率金剛石電力電子器件：其可替代現有的Si、SiC等電力轉換器件和開關電源，大幅減小轉換器件尺寸，而且無需散熱，實現轉化效率的大幅提升和功耗的大幅下降，可靠性大幅提升。金剛石電子器件的耗能將是現在使用的器件的1/3-1/5。

超高頻大功率金剛石電子器件(微波、毫米波雷達)：可用在火控武器系統、雷達、高速無線通信、火箭及航空航天等領域?？商娲F在使用的行波管，使得武器系統和通信系統更加小型化和可靠性的大幅提高，大幅提高通信系統的數據傳輸速率，大幅降低衛星及其它航天器的重量、發射成本和抗輻照能力。

應用于集成電路芯片：開發基于金剛石的下一代集成電路芯片，徹底解決集成電路散熱瓶頸問題，使得集成電路更加大規?；?，更加高速化。金剛石紫外LED、LD：可使用在環保與醫用殺菌，高密度數據儲存等方面。DNA等生物傳感器：利用金剛石與生物細胞的親和性及其生物傳感器的高靈敏性，開發各種金剛石生物傳感器;同時，也可以制成生物武器探測器等。日盲紫外探測器和超快粒子輻射閃爍體探測器：應用于導彈制導與預警、深空x光通信。

2、多晶金剛石材料

目前，將金剛石作為功率器件的熱沉或襯底已經研究出多種技術形式，其中主要有：基于襯底轉移技術的金剛石鍵合，基于金剛石鈍化層的低溫沉積以及金剛石上的器件外延生長。現階段，多晶金剛石與Si、GaN、Ga2O3等的室溫鍵合已經通過表面活化鍵合（SAB）技術實現。

多晶金剛石作為大功率芯片、電子器件散熱片方面具備高性能優勢，未來隨產量提升+成本下降有望在半導體散熱片領域得到大規模應用。目前已實現4英寸電子級多晶金剛石的商業化量產，國際最大制備尺寸可達8英寸，隨著MPCVD技術的改善升級有望與現存的8英寸半導體晶圓制造產線兼容，最終實現多晶金剛石熱沉材料在半導體材料產業的規?；瘧猛茝V。

3、納米金剛石材料

納米金剛石材料用作散熱一般是作為高熱流密度器件鈍化層，可在器件表面進行均熱，為器件增加一條導熱通路，提升器件表面均溫性能。氫等離子體對氮化鎵具有反應刻蝕作用，導致器件直接沉積金剛石的方法需要低溫條件并且需要耐氫設計。在耐氫保護層表面，金剛石需要均勻高密度形核，同時需要高定向排列，以提升金剛石鈍化層整體導熱能力。

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