Рекордная теплопроводность алмаза (до 24 Вт/см К) делает его предпочтительным материалом теплоотводов в электронике. Для практического решения таких задач слои поликристаллического алмаза (ПКА) должны быть синтезированы на подложках диаметром не менее 2 дюймов методом химического осаждения из газовой фазы. Типичными проблемами для таких ПКА пленок являются неоднородность и высокие значения механических напряжений, связанных с различием коэффициентов теплового расширения алмаза и кремния. В данной работе на основе моделирования электронного поля был разработан, изготовлен и затем испытан в СВЧ-реакторе ARDIS-100 держатель пьедестальной геометрии. С использованием такого держателя на подложке кремния толщиной 0,35 мм и диаметром 2 дюйма был синтезирован слой ПКА толщиной 80 мкм. Структура и фазовый состав синтезированного образца изучались методами растровой электронной микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния. Прогиб двухдюймовой пластины «Алмаз-на-Si», измеренный с помощью интерферометра белого света, составлял ~50 мкм. Полученные результаты могут быть использованы для изготовления теплоотводящих ПКА слоёв для применения в электронике.
High thermal conductivity of diamond (up to 24 W/(cm K)) makes it the preferred heat-sink material in electronics. For practical applications in electronics, layers of polycrystalline diamond (PCD) must be synthesized on substrates with a diameter of at least 2 inches using the chemical vapor deposition technique. Typical problems for such PCD films are inhomogeneity and high values of mechanical stresses associated with the difference in thermal expansion coefficients of diamond and silicon. In this work, based on the simulation of the electron field, a substrate holder of pedestal geometry was developed, manufactured and then tested in the ARDIS-100 reactor. Using such a holder, an 80 μm thick PCD layer was synthesized on a 0.35 mm thick silicon substrate with the diameter of 2 inches. The structure and phase composition of the synthesized sample were studied by scanning electron microscopy and Raman spectroscopy. The displacement of a two-inch Diamond-on-Si plate, measured with a white light interferometer, was 50 μm. The results obtained can be used to fabricate thermal management PCD layers for use in electronics.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- eLIBRARY ID
- 44185819
