CVD-Diamant-Substratfilm ist mit einer maximalen Arbeitstemperatur von 600 ℃ erhältlichPAM-XIAMENbei unter spez. Einkristall-Diamantmaterial hat die höchste Wärmeleitfähigkeit unter den derzeit bekannten natürlichen Substanzen. Diamantsubstrat hat stabile chemische Eigenschaften, eine gute elektrische Isolierung und eine niedrige Dielektrizitätskonstante. Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Diamantsubstrats ist grundsätzlich derselbe wie der des Vorrichtungsmaterials, und die Oberflächenglätte ist gut. Derzeit ist ein Diamantsubstratwafer das idealste Material fürWärmeableitungskomponentenvon High-End-Geräten mit hoher Leistungsdichte.

1. Spezifikationen des synthetischen Diamantsubstrats

Diamantsubstrat(PAM-190906-Diamant)
Größe:

Option 1: 2 × 2,5 mm;

Möglichkeit 2: 4×4,5 mm;
Dicke: 0,15 +/- 0,05 mm
Rückseite poliert, Ra<0,03nm,
Vorderseite Läppen, Ra<0.25um
Einzelner Spitzenpegel <= 5nm
Wärmeleitfähigkeit: 1800 W/mk;
Anwendung: Substrate werden als Temperaturkompensatoren unter Chipkristalle montiert

2. Wie wird die Oberfläche des CVD-Diamantsubstrats behandelt?

Es hängt von der Anwendung ab, normalerweise für den Kühlkörper, es wird auf diese Weise behandelt: Polieren der Unterseite, Schleifen der Wachstumsoberfläche.

Wenn Diamant als Substrat auf Waferebene verwendet wird, muss seine Oberflächenrauhigkeit ra weniger als 3 nm betragen, und er hat eine Oberflächengenauigkeit im Submikronbereich. Wenn Diamant als Wärmesenke für Schaltungskomponenten verwendet wird, muss er eine extrem geringe Oberflächenrauhigkeit und eine extrem hohe Oberflächengenauigkeit aufweisen, wodurch die Kontaktfläche vergrößert und die Wärmeableitungseffizienz verbessert wird. Kurz gesagt, diese beiden Anwendungen erfordern, dass die Oberfläche des Einkristall-Diamantwafers ultraglatt, ultraflach und fehlerfrei ist.

Entsprechend den unterschiedlichen Anforderungen industrieller Anwendungen ist die Oberflächenpoliertechnologie für CVD-Diamantsubstrate zu einem entscheidenden Prozessglied bei der Diamantanwendung geworden. Laut Marktforschung beträgt die erforderliche Oberflächenrauheit als Kühlkörperprodukt etwa 10 Nanometer, während sie als Substrat weniger als 1 Nanometer beträgt. Darüber hinaus ist die Erweiterung des Durchmessers des Substrats auch ein Schlüsselfaktor für die erfolgreiche Anwendung von Diamant bei der Herstellung und Industrialisierung von Leistungsbauelementen. Je größer der Durchmesser des Substrats ist, desto größer ist die Anzahl von Vorrichtungen auf einem einzelnen Substrat, was die Vorrichtungskosten senken und die Effizienz der Vorrichtungsherstellung verbessern kann. Daher entwickelt sich das Polieren von Diamanten allmählich in Richtung großer Größe, ultra-glatt und ohne Beschädigung.

3. Herstellungsverfahren für ein Diamantwafersubstrat

Bisher werden die Einkristall-Diamant-Substratwachstumsverfahren hauptsächlich in Hochtemperatur- und Hochdruckverfahren (HTHP) und chemische Gasphasenabscheidung (CVD) unterteilt. Das CVD-Diamantwachstumsverfahren wird in Mikrowellenplasma-Chemical Vapor Deposition (MP-CVD), Radiofrequenz-Plasmachemie-Vapour Deposition-Verfahren (RF-CVD) und DC-Lichtbogen-Plasmajet-CVD-Verfahren unterteilt. Unter allen CVD-Verfahren ist die MP-CVD-Technologie als die einzige anerkannt, die die Herstellung von hochwertigen Halbleiter-Einkristall-Diamant-Substraten und epitaxialen Wafermaterialien realisieren kann. Die maximale Größe von einzelnen, nicht gespleißten, homoepitaxialen Einkristall-Diamantsubstraten, über die derzeit berichtet wird, beträgt 10 mm × 10 mm. Das Aussehen und die Zusammensetzung von CVD-Diamant-Dünnfilmen sind fast die gleichen wie bei natürlichem Diamant. Darüber hinaus unterscheiden sich die physikalischen und chemischen Eigenschaften des CVD-Diamanten nicht wesentlich. Verglichen mit natürlichem Diamant ist das Halbleitermaterial des CVD-Diamantsubstrats sauberer und weist fast keine Verunreinigungen auf.

Im Allgemeinen wird die Vorrichtungsstruktur nicht direkt auf dem Diamantfilm hergestellt, sondern es wird eine dünne (im Allgemeinen in der Größenordnung von Mikrometern) hochwertige Epitaxiestruktur auf das Substrat aufgewachsen. Die hochwertige Epitaxiestruktur wird als Funktionsschicht der Vorrichtung verwendet, und das Substrat aus Diamant durch CVD spielt eine unterstützende Rolle für das epitaktische Wachstum.

Weitere Informationen zur Herstellung von Diamantwafern finden Sie unter:https://youtu.be/XQEFCeY06Do

4. CVD-Einkristall-Diamantblattanwendungen

The large single crystal diamond material grown by CVD method can be used as a diamond substrate semiconductor for integrated circuit chips, ultra-high-frequency high-power electronic devices, biosensors, aerospace and other extreme environment electronic components, etc., which will greatly improve data transmission speed and conversion efficiency, reduce power consumption. In the near future, the CVD diamond single crystal substrate plays a strategic role in many fields, such as aerospace, energy exploration, quantum computers, optical storage, 5G communications, solar energy, automobile manufacturing, semiconductor lighting, and smart grids.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie uns bitte per E-Mail untervictorchan@powerwaywafer.com und powerwaymaterial@gmail.com.