发光二极管（简称LED）与传统的白炽灯相比具有驱动电压低、节能、高稳定度、响应时间短、不含有害的金属汞等优点。提高LED的散热能力是提高LED工作功率的关键。金刚石具有在室温下最高的热导率且是良好的绝缘体，因此金刚石热沉片是LED理想的散热材料。
将 25ｍｍ×2ｍｍ的单晶硅作为生长金刚石薄膜的衬底材料，为了提高形核密度先用1.5μｍ的金刚石研磨膏研磨Si片 10min，然后分别用丙酮、甲醇超声清洗晾干。置入自制的5kW微波等离子体金刚膜沉积腔中沉积金刚石薄膜。反应气体为氢气和甲烷总气体流量为 200sccm（sccm：标准立方厘米每分钟）基片温度通过调节基片台内的冷却水流量来控制，温度用红外测温仪通过真空腔体的观测窗测量得到。其它具体的沉积工艺及所得到的薄膜的数据列于表1中。
沉积得到的金刚石薄膜的表面形貌和质量分别通过扫描电子显微镜（SEM）和拉曼光谱 （Raman）进行表征。金刚石薄膜的散热性能通过测量集成在其表面的 ＬＥＤ的工作温度来进行衡量：将沉积有金刚石薄膜的Si片表面直接用来封装LED发热单元，然后进行测试，测试方法为给ＬＥＤ器件施加相同的电耗功率，然后记录不同时间LED器件表面的温度以衡量金刚石膜散热层的散热效果。检测要求：器件表面温度在工作5min内不超过 100℃为合格。如果没有散热层，而直接将LED封装在Si片表面，温升很快超过 100℃为不合格。测试结果见表2。
图 3显示了不同甲烷浓度下所制备的金刚石薄膜的Raman光谱‚从图中可以看到两种甲烷浓度制备的金刚石薄膜,其Raman光谱1332cm －1处都有明 显的表示金刚石成份的特征峰‚在1550cm －1处也都有代表无定形碳的特征峰‚从特征峰的强度对比可以看出在较低的甲烷浓度下所得到的金刚石膜的纯度较高，薄膜的质量较好。说明将甲烷浓度从 4％降低到 2％能够显著提高金刚石薄膜的纯度，从而提高薄膜的质量。
结合前面的结果可以看出在保持其它工艺参数基本不变的前提下提高碳源的浓度，可以提高金刚石膜的生长速度从而得到厚度较大的薄膜，但金刚石膜的质量会降低；反之降低碳源的浓度，可以提高薄膜的纯度和质量‚但得到的薄膜厚度较小。根据样品A系列和B系列用作 LED散热片的散 热效果检测，可以看到样品A系列和样品B系列都能满足LED的散热要求。在Si表面添加金刚 石薄膜散热层后可以有效地提高LED的散热效果，其原因是如果没有金刚石薄膜作为散热层 ，LED的散热是通过其自身将热量传递到散热能力较差的介质 如封装导热胶及硅基底‚属于 “点散热 ”；而施加了金刚石薄膜作为散热层之，利用金刚石膜的高热导率可以将LED的热量迅速扩散进入整个金刚石膜中‚然 后通过整个金刚石膜进行热扩散到与之接触的介质当中，这样的散热属于“面散热”可以大幅度的提高散 热效果。因此‚由于金刚石薄膜的存在‚将工作中的 LED件的点散热变成了金刚石膜的面散热，因此提高了散热效率从而降低了LED的工作温度。
用微波CVD法制备的金刚石薄膜‚不同的碳源浓度对金刚石薄膜的生长有很大的影响；将金刚石薄膜用作大功率 LED的散热片，可以有效地降低 LED的工作温度；在相同的制备成本下，提高金刚石薄膜的生长速度比提高金刚石薄膜的质量能更有效地提高散 热效果。微波法制备的CVD金刚石薄膜是大功率LED理想的散热材料。
化合积电是一家专注于宽禁带半导体材料研发、生产和销售的国家高新技术企业，核心产品有多晶金刚石(晶圆级金刚石、金刚石热沉片、金刚石窗口片、金刚石基复合衬底)、单晶金刚石(热学级、光学级、电子级、硼掺杂)和金刚石复合材料等，引领金刚石及新一代材料革新，赋能高端工业化应用，公司产品广泛应用于激光器、GPU/CPU、医疗器械、5G基站、大功率LED、新能源汽车、新能源光伏、航空航天和国防军工等领域。
