氮化镓表面纳米金刚石膜

界面热阻仅12.8

该薄膜在氮化镓表面实现低热边界电阻与高热导率，可直接作为功率器件近结热管理方案。

Zhiheng, Hao · Huang, Ke · Deng, Kexin · 孙方远 · 刘金龙 · 陈良贤 · Mandal, Soumen · Williams, Oliver Aneurin · 李成明 · 王鑫华 · 魏俊俊

Carbon 2024

具体参数

有效热边界电阻

{'zh': '12.8 ± 0.64', 'en': '12.8 ± 0.64'} m²K/GW

纳米金刚石薄膜热导率

{'zh': '200 ± 40', 'en': '200 ± 40'} W m⁻¹ K⁻¹

薄膜厚度

{'zh': '150', 'en': '150'} nm

薄膜粗糙度

{'zh': '20', 'en': '20'} nm

技术优势

热边界电阻极低

通过10 nm Si₃N₄保护层与静电播种提高成核密度，界面有效热边界电阻仅12.8 m²K/GW，使热量能高效从GaN传入金刚石层。

薄膜热导率高

纳米金刚石薄膜热导率达200 W m⁻¹ K⁻¹，接近理论预测，说明薄膜结晶质量高，能快速将热量从界面传导出去。

表面平滑

薄膜厚度150 nm，粗糙度约20 nm，有利于后续器件集成与封装。

应用场景

• 功率器件热管理：在功率器件近结处集成低热阻金刚石膜，快速导出热点热量。
• 氮化镓功率器件：直接在GaN上沉积金刚石膜，降低结温，提升器件功率密度和可靠性。
• 宽禁带半导体：为宽禁带半导体提供高热导率近结散热层，突破自热瓶颈。
• 热管理材料：作为一种高性能热管理材料，同时具备低界面热阻和高体热导率。