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金刚石热沉片在探测领域的应用展望!

时间:2024-01-09浏览次数:93

军队要用雷达,先进的雷达上要用到氮化镓半导体器件,比如美国海军的SPY-6雷达用的就是氮化镓材料,未来还可能用这种材料给陆军爱国者导弹的雷达升级。但是要让这些器件在大功率工况下运行,发热是很严重的,必须解决散热问题。所以现在也想到了用金刚石。


最近美国雷声公司和美国先进技术管理局,也就是著名的DARPA,签了一个1500万美元的合同,要为雷达生产特定晶格结构的人造金刚石晶体,用这些金刚石散热片后,探测距离能够提升2-3倍,当然对隐身目标探测能力也是同样增加的。那么套用公式计算,我们就能知道,这说明雷达发射功率能够提高了16-80倍,如果战斗机机载相控阵雷达的功率也这么大幅度提升,那么战斗机就有更大的先敌发现对手优势。


传统的散热材料如W-Cu和Mo-Cu合金,第二代的SiC/Al以及Si/Al等复合材料,其导热性能已经无法满足高热流密度电子设备日益增长的散热、封装需求。此外,高热导率只是优质电子散热、封装材料的一个最基本的性能要求,还需要更进一步考虑实际工况下的温度载荷导致的各个封装部件之间的热应力影响,这就要求封装材料的热膨胀系数与芯片或其余部件相差不能太大,否则工作一段时间后热应力集中有可能破坏结构,导致器件失效,大大降低可靠性。


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金刚石的各种电子器件已经广泛开展研究,包括MOSFET、散热器、探测器、核电池和电化学应用等。为了开发出具有空间环境中可靠应用潜力的芯片。金刚石在带隙、载流子迁移率和位移能方面优于硅(Si)和氮化镓,更适合在高温和高辐射环境中使用。因此,未来的技术应该考虑用金刚石代替深空探测和核电站用微处理器中的硅。随着集成度的提高,散热已成为制约现代集成电子技术发展的重要因素。此外,深空探测、核电站、地热井筒监测和其他高温应用的应用使得有必要在高温下测试逻辑电路的性能。


钻石内部色心的量子系统由于存在强的碳碳键而不受外部环境的影响。与常用的量子系统相比,如冷原子系统、离子阱和约瑟夫森结,它们需要超低温或高真空环境来最小化噪声水平,而钻石内的色心在室温和常压下即可表现出优异的量子相干特性。这在量子信息处理、量子计算和快速发展的量子检测领域中具有广泛的潜在应用前景。


化合积电充分发挥金刚石薄膜平台工艺,协同客户进行工艺开发、工艺优化,充分发挥金刚石超高热导率、高介质击穿特性、高功率容量、低介电常数、高饱和载流子速度、高载流子迁移率等优异特性,为合适的基底(包括氮化镓等其他材料)镀金刚石薄膜,助力其在高压、高温、高频、高功率等各应用领域破解散热难题。化合积电已有金刚石热沉片、晶圆级金刚石、金刚石窗口片等成熟产品,为您提供专业而全面的金刚石热管理解决方案。


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