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一种金刚石复合散热基板的制备方法 

申请/专利权人:哈尔滨工业大学;哈工大郑州研究院

申请日:2024-04-18

公开(公告)日:2024-06-28

公开(公告)号:CN118256992A

主分类号:C30B25/20

分类号:C30B25/20;C30B29/04;C23C16/27

优先权:

专利状态码:在审-公开

法律状态:2024.06.28#公开

摘要:一种金刚石复合散热基板的制备方法,本发明是为了解决不同热流密度区域对散热要求不同的问题。制备方法:一、使用激光在多晶金刚石衬底的高热流密度区域切割出通孔;二、在MPCVD装置的舱体中,控制甲烷、氢气和氧气流量,在CVD单晶晶种上化学气相沉积生长单晶金刚石;三、超声清洗处理;四、将清洗后的单晶金刚石衬底放入多晶金刚石衬底的通孔中,激活等离子体;五、在MPCVD装置的舱体中,化学气相沉积过程分成两个阶段进行生长,控制氢气,甲烷流量以及生长温度,得到金刚石复合散热基板。本发明金刚石复合散热基板中的单晶金刚石用于热点处高热流密度区域散热,高导热多晶金刚石用于热点以外的低热流密度区域散热。

主权项:1.一种金刚石复合散热基板的制备方法,其特征在于该制备方法按照以下步骤实现:一、使用激光在多晶金刚石衬底的高热流密度区域切割出通孔,得到多晶金刚石衬底;二、在MPCVD装置的舱体中,控制甲烷的流量为10~20sccm,氢气流量为200~500sccm,氧气流量为0.1~1sccm,微波功率为4500~6000W,舱体内气压为120~160torr,以850~950℃的温度,在CVD单晶晶种上化学气相沉积生长单晶金刚石,按照步骤一中通孔的形状激光切割单晶金刚石,抛光后得到单晶金刚石衬底;三、依次使用丙酮、无水乙醇、去离子水对多晶金刚石衬底和单晶金刚石衬底分别进行超声清洗;四、将清洗后的单晶金刚石衬底放入多晶金刚石衬底的通孔中,然后放入MPCVD装置的舱体中,通入氢气激活等离子体,以700~800℃的温度氢等离子体刻蚀5~20min,得到预处理衬底;五、在MPCVD装置的舱体中,化学气相沉积过程分成两个阶段,首先通入流量为200~500sccm的氢气,甲烷流量占气体总流量的1%~3%,控制生长温度为950~1050℃进行复合生长,当多晶金刚石衬底与单晶金刚石衬底横向生长连接后,升高甲烷流量,使甲烷流量占气体总流量的5%~10%,生长温度降低至850~920℃,进行外延层生长,从而制备得到金刚石复合散热基板。

全文数据:

权利要求:

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