CN209312750U - 一种氮化镓与金刚石膜的复合散热结构 - Google Patents
一种氮化镓与金刚石膜的复合散热结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种氮化镓与金刚石膜的复合散热结构，包括氮化镓晶片和金刚石膜，氮化镓晶片凹设有若干个盲孔，金刚石膜沉积生长在氮化镓晶片和盲孔表面，本实用新型在氮化镓晶片设置盲孔并在具有盲孔的一面沉积生长有金刚石膜，一方面由于金刚石膜的热导率高于氮化镓晶体，可以提高器件总的导热率，加快散热，另一方面由于氮化镓晶体与金刚石膜的膨胀系数不一致，氮化镓晶体表面的凹凸结构可以增加氮化镓晶体与金刚石膜的之间附着力，减少在器件温度变化时产生的热应力和形变，性能更为稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及高功率电子器件领域，特别是涉及一种氮化镓与金刚石膜的复合散热结构。
背景技术
现代技术飞速发展，电子器件的功率与集成度越来越高，因此产热的集中性也越来越高，器件产热对于工作的稳定性不容忽视。因此，如何高效、快速地将热量导出，已成为业界研究的重点。制备高热导率的材料，是电子器件前进路上必不可少的一环。
氮化镓作为宽禁带半导体材料的代表，是现在及将来许多半导体器件的主要制备材料，可为多种应用提供了独特的选择，如军事、宇航和国防、汽车领域，以及工业、太阳能、发电和风力等高功率领域，但是，氮化镓器件的热导率只有220W/(m·K)，在高功率电子器件的使用过程中仍会有大量热量产生，随着器件功率及频率的提升，热量积聚的问题会尤为凸显。而由于金刚石具有高热导率，现有通常将氮化镓键合在金刚石基底上来达到高效快速地扩散氮化镓功率器件热量的效果，但实际在器件温度变化时，氮化镓与金刚石之间易出现裂纹、形变或剥离等现象，而这些现象产生严重影响到氮化镓器件的性能和稳定性。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种氮化镓与金刚石膜的复合散热结构，其可增加氮化镓与金刚石膜之间的附着力，减少在温度变化时产生的热应力和形变。
为解决上述目的，本实用新型采用的如下技术方案。
一种氮化镓与金刚石膜的复合散热结构，包括氮化镓晶片和金刚石膜，氮化镓晶片凹设有若干个盲孔，金刚石膜沉积生长在氮化镓晶片和盲孔表面。
作为本实用新型的进一步方案，所述盲孔的直径设置为0～400微米。
作为本实用新型的进一步方案，所述盲孔的深度设置为0～100微米。
作为本实用新型的进一步方案，金刚石膜的厚度设置为50～100微米。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型在氮化镓晶片设置盲孔并在具有盲孔的一面沉积生长有金刚石膜，一方面由于金刚石膜的热导率高于氮化镓晶体，可以提高器件总的导热率，加快散热，另一方面由于氮化镓晶体与金刚石膜的膨胀系数不一致，氮化镓晶体表面的凹凸结构可以增加氮化镓晶体与金刚石膜的之间附着力，减少在器件温度变化时产生的热应力和形变，性能更为稳定。
附图说明
图1为本实用新型的平面结构示意图；
图2为本实用新型的横截面示意图。
附图标记说明：
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。
参考图1至图2，一种氮化镓与金刚石膜的复合散热结构，包括氮化镓晶片1和金刚石膜3，氮化镓晶片1凹设有若干个盲孔2，金刚石膜3沉积生长在氮化镓晶片1和盲孔2表面，本实施例在氮化镓晶片1设置盲孔2并在具有盲孔2的一面沉积生长有金刚石膜3，一方面由于金刚石膜3的热导率高于氮化镓晶体，可以提高器件总的导热率，加快散热，另一方面由于氮化镓晶体与金刚石膜3的膨胀系数不一致，氮化镓晶体表面的凹凸结构可以增加氮化镓晶体与金刚石膜3的之间附着力，减少在器件温度变化时产生的热应力和形变，性能更为稳定。
在本实施例中，可通过使用飞秒激光在氮化镓晶片1的表面加工阵列式盲孔2，所述盲孔2的直径可设置为0～400微米，盲孔2的深度可设置为0～100微米，通过使用化学气相沉积技术在氮化镓晶片1的带有阵列式盲孔2的一面沉积形成金刚石膜3，同时可采用微波等离子增强沉积，得到本实施例的氮化镓与金刚石膜3的复合散热结构，所述金刚石膜3的厚度控制在50～100微米。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种氮化镓与金刚石膜的复合散热结构，其特征在于，包括氮化镓晶片和金刚石膜，氮化镓晶片凹设有若干个盲孔，金刚石膜沉积生长在氮化镓晶片和盲孔表面。
2.根据权利要求1所述的一种氮化镓与金刚石膜的复合散热结构，其特征在于，所述盲孔的直径设置为0～400微米。
3.根据权利要求1所述的一种氮化镓与金刚石膜的复合散热结构，其特征在于，所述盲孔的深度设置为0～100微米。
4.根据权利要求1所述的一种氮化镓与金刚石膜的复合散热结构，其特征在于，金刚石膜的厚度设置为50～100微米。
Priority Applications (1)
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| CN201822247410.2U CN209312750U (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种氮化镓与金刚石膜的复合散热结构 |
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| CN201822247410.2U CN209312750U (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种氮化镓与金刚石膜的复合散热结构 |
Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111785610A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-10-16 | 西安电子科技大学 | 一种散热增强的金刚石基氮化镓材料结构及其制备方法 |
| CN113889411A (zh) * | 2021-09-14 | 2022-01-04 | 北京科技大学 | 一种带金刚石微柱阵列的金刚石基GaN材料制备方法 |
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2018
- 2018-12-28 CN CN201822247410.2U patent/CN209312750U/zh active Active
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| CN113889411B (zh) * | 2021-09-14 | 2023-11-14 | 北京科技大学 | 一种带金刚石微柱阵列的金刚石基GaN材料制备方法 |
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