[據(jù)美國(guó)《RAYTHEON TECHNOLOGY TODAY 2012 ISSUE 1》報(bào)導(dǎo)]下一代雷達(dá)、通信和電子戰(zhàn)系統(tǒng),特別是采用高功率氮化鎵基射頻的器件將得益于先進(jìn)的熱管理方法,去除由這些系統(tǒng)產(chǎn)生的大量熱。在半導(dǎo)體工業(yè)采用的材料中,金剛石的熱導(dǎo)率最高,是銀材料的三倍,而雷神公司采用化學(xué)氣相沉積工藝生產(chǎn)的光學(xué)質(zhì)量的金剛石的熱導(dǎo)率更高。
雷神公司的金剛石是將甲烷和氫氣在微波等離子輻射狀態(tài)下,采用化學(xué)氣相沉積工藝進(jìn)行人工合成的。微波等離子化學(xué)氣相沉積工藝生產(chǎn)的金剛石質(zhì)量最高。其它方法,如熱燈絲化學(xué)氣相沉積法生產(chǎn)的金剛石質(zhì)量低,由于熱燈絲中不純物質(zhì)的摻雜,使其熱導(dǎo)率也低。據(jù)報(bào)導(dǎo),雷神公司的金剛石沉積反應(yīng)裝置能夠制造5英寸直徑的金剛石零件。
金剛石在雷神公司的作用主要是熱管理,尤其是消散由諸如氮化鎵高電子遷移率場(chǎng)效晶體管這類高功率器件所產(chǎn)生的大量熱負(fù)荷,因?yàn)楦呓Y(jié)點(diǎn)溫度會(huì)降低射頻器件性能并且降低其可靠性。降低溫度的通常做法是增大間距和減小功率密度,但這兩種方法會(huì)增加單片微波集成電路尺寸和成本,并減少輸出功率。雷神公司開(kāi)發(fā)的新型解決方案是將金剛石直接集成到器件結(jié)構(gòu)中,大大提高基片的熱傳輸能力,從而提高功率處理能力。(中國(guó)航空工業(yè)發(fā)展研究中心 任曉華)