目前，金刚石与氮化镓（GaN）、硅（Si）、砷化镓（GaAs)、磷化铟（Inp)等材料，采用直接键合技术，制备出金刚石基异质集成复合衬底(金刚石与硅键合产品、金刚石与氮化镓键合产品等），满足2.5D、3D集成对芯片需更大集成密度和更高功率密度的要求。

1. 金刚石和硅键合

随着半导体器件的高频率、高功率和小尺寸的发展，对其散热的管理成为一个巨大的挑战。传统硅芯片有源区热积累迅速增加，形成局部热点，导致性能显著下降。因此，如何控制其散热成为制约大功率半导体器件进一步发展的关键技术瓶颈之一。金刚石拥有超高热导率（可达2000W/（m·K）），采用金刚石与硅低温键合，制备出大尺寸、低热阻、高强度异质连接的复合衬底作为散热基板，成为实现小尺寸高功率更小型芯片封装以及系统降低成本的重要途径。

金刚石晶圆实拍图

金刚石和硅键合

2.金刚石和氮化镓键合

在室温条件下，使用表面活化键合法将硅衬底上外延生长的氮化镓层转移到金刚石衬底上。通过表面活化法在室温下获得的GaN-diamond异质键合结构，其界面热导已与外延生长法制备的水平相当。实验表明氮化镓与金刚石键合面能够承受氮化镓器件需要承受的苛刻制造工艺，具有较高的机械稳定性。通过表面活化键合的GaN器件，金刚石实现热导率最大化，从而器件提供更高的输出功率和更稳定的性能。

Diamond on GaN