【DT半导体】获悉，近日，哈工大从事金刚石/铜复合材料的制备研究人员在材料科学国际期刊《Materials Letters》上题为Enhanced Thermal Conductivity and Thermal Shock Resistance in Diamond/Copper Composites through Diamond Surface Etching的研究。
金刚石/铜复合材料凭借其优异的热导率和可调控的热膨胀系数而被广泛关注。随着先进电子器件发热密度的急剧升高，金刚石/铜复合材料被寄予厚望，是替代主流的钼铜、钨铜等电子封装材料的有力竞争者。近年来随着对金刚石/铜复合材料持续不断的研发，其热导率已经突破600 W/mK，热膨胀系数(0 ℃-100 ℃)可以控制在6-12 ppm/K，理论上是金属基电子封装材料里综合性能最优异的一类材料。然而，随着对金刚石/铜复合材料研究的加深，金刚石/铜复合材料暴露出了严重缺陷，即抗热冲击性能差（热导率性能随着热冲击循环次数增加而急剧下降），这是该材料所涉及的应用场景无法接受的缺点。
图1 (a)未刻蚀金刚石的(100)面；(b)未刻蚀金刚石的(111)面；(c)刻蚀金刚石的(100)面；(d)刻蚀金刚石的(100)面
亮点研究
1.通过金刚石表面镀钨并高温二次煅烧，成功实现金刚石表面刻蚀处理。
2.刻蚀处理显著增强了金刚石与铜之间的界面结合强度。
3.以刻蚀处理后的金刚石为原料制备的金刚石/铜复合材料具有优良的抗热冲击性能，经600次热冲击循环后，热导率相比未刻蚀由514W/mK提升至597W/mK，热导率下降幅值由18.2%降低到6.4%。
图2 (a)未刻蚀镀钨金刚石的(100)面；(b)未刻蚀镀钨金刚石的(111)面(c)刻蚀镀钨金刚石的(100)面；(d)刻蚀镀钨金刚石的(100)面；（e）镀钨金刚石XRD图
金刚石是自然界热导率最高的物质，其热导率高达2000 W/m·K，铜及铜合金具有较高的热导率（350 W/m·K）及较好的抗弯曲能力，因此，金刚石/铜复合材料在具有较高的力学性能同时还有较高的热导率。但金刚石与铜的热膨胀系数差异较大，在热循环的过程中界面处容易产生较大的热应力导致界面裂纹与分层，而在航空航天领域与电子封装领域等，复合材料通常需要在极端温度变化下长期稳定运行，使得热疲劳性能成为复合材料得一个很重要性能。未来工业界高导热金刚石/铜复合材料的使用场景会越来越复杂，热疲劳性能直接决定了材料的可靠性与使用寿命。
实验室自主研发金刚石/铜复合材料系列产品，依托碳真芯材科技有限公司实现金刚石/铜复合材料量产，产能达500万cm²/年，具有金刚石/铜复合材料镀覆、成形、加工、全流程工艺技术与生产能力。
实验室自主研发金刚石/铝复合材料产品
实验室自主研发的金刚石/铜复合材料产品
2025（第五届）碳基半导体材料与器件产业发展论坛
4月10-12日 浙江宁波
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论坛背景
Background of the Forum
碳基半导体（包括金刚石、碳化硅、石墨烯和碳纳米管等）因其超宽禁带、高热导率、高载流子迁移率以及优异的化学稳定性等卓越的特性，正在成为解决传统硅基半导体材料逐渐逼近物理极限问题的关键途径。在人工智能、5G/6G通信、新能源汽车等迅猛发展的新兴产业领域表现出广阔的应用前景。尤其是在当前不确定的国际局势和贸易环境背景下，碳基半导体战略意义凸显，成为多国布局的重要赛道。
为此，由DT新材料将举办的2025（第五届）碳基半导体材料与器件产业发展论坛，以“创新·融合（金刚石&“金刚石+”）”为主题，将围绕金刚石以及“金刚石+”半导体的生长、精密加工、键合、器件制造、高效热管理应用等环节中的关键技术和设备，搭建一个汇聚顶尖专家学者、企业家和产业界人士的高水平交流平台，分享与探讨碳基半导体产业趋势、创新成果和应用需求，推动碳基半导体产业上下游合作，助力产业链高质量发展。
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论坛信息
Forum Info
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论坛组织
Forum organization
主办单位：DT新材料
业务指导单位：
宁波高新区组织部
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论坛设置
Forum Settings
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核心议题
core subject
**拟定议题，以实际议程为准。欢迎企业和科研单位提供和定制议题方向。
主论坛：碳基半导体的机遇与挑战
（1）新的国际局势与政策导向下的碳基半导体发展趋势研判
（2）AI等未来产业驱动下的碳基半导体的市场需求与前景分析
（3）碳基半导体（金刚石、碳化硅、石墨烯和碳纳米管等）前沿研究进展
（4）碳基半导体器件（金刚石及“金刚石+”）产业化与应用进展
（5）碳基半导体产业投资分析
主题一：金刚石半导体制备与应用探索
（1）大尺寸、低成本金刚石制备技术与产业化推进
（2）高效、低损伤金刚石精密加工技术
（3）金刚石功率器件的热管理解决方案
（4）金刚石在高功率LED封装应用
主题二：“金刚石+”半导体制造与规模化应用
（1）“金刚石+”半导体异质外延生长（金刚石薄膜）
（2）“金刚石+”半导体键合技术
（3）“金刚石+”半导体先进光刻与微纳加工
（4）“金刚石+”半导体先进封装（2.5D/3D集成）
（5）“金刚石+”半导体（SiC、GaN、Ga2O3、AlN、BN）的最新研究进展及其在功率器件、二极管、射频器件、滤波器、热管理等领域应用
主题三：石墨烯&碳纳米管制备以及其在柔性&高速电子设备领域的应用
（1）石墨烯晶圆的大尺寸制备、带隙调控及器件研究
（2）石墨烯在柔性电子和可穿戴设备中的应用
（3）碳纳米管的手性控制与选择性生长
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参会注册
Registration
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学生(/人)
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