2. Производство поликристаллических CVD-алмазных дисков и пластин.

 

Специалисты ООО «ТВИНН» занимаются выращиванием CVD-алмазных поликристаллических пленок с 1997 года. Поликристаллический CVD-алмаз получается в результате низкотемпературного газофазного синтеза из водорода и метана. Алмазные пленки выращиваются на полированных монокристаллических кремниевых подложках.

 

ООО «ТВИНН» имеет три ростовые установки с мощностью СВЧ-генераторов от 6 до 15 кВт. Скорость роста алмазных пленок составляет 2–5 мкм/час. Оборудование позволяет выращивать поликристаллические алмазные пленки толщиной  от 20 мкм до 2 мм и диаметром до 127 мм. Внешний вид CVD-алмазных пластин показан на рис. 2.1, 2.2.

 

Рис. 2.1. Кремниевые диски с поликристаллической алмазной пленкой диаметром 57, 75 и 100 мм.

 

Рис. 2.2. Внешний вид поликристаллических алмазных дисков и пластин

 

Алмазные теплоотводы выпускаются в соответствии с ТУ 6365-001-18107879-2013.

ООО «ТВИНН» обладает запатентованной технологией, позволяющей обойтись без лазерной резки при изготовлении алмазных теплоотводов требуемого размера (патент РФ №2357001).

 

Технология предусматривает использование профилированных кремниевых пластин (рис. 2.3):

 

Рис. 2.3. Профилированная кремниевая пластина с поликристаллической алмазной пленкой.

 

Ростовая поверхность CVD-алмазной пленки показана на рис. 2.4, алмазная пленка в разрезе на рис. 2.5. Ростовая сторона имеет поликристаллическую структуру и в ряде случаев требуется шлифовка или полировка, неростовая сторона имеет 9-10 класс обработки.

 

Параметры поликристаллических CVD-алмазных материалов:

• коэффициент теплопроводности 800–1800 Вт/(м×К) (в зависимости от типа CVD-алмаза – черный, серый, белый)
• коэффициент теплового расширения 1×10^-6 К^-1
• удельное сопротивление 10¹²–10¹⁴ Ом×м

 

На рис. 2.6 представлен Рамановский спектр алмазной пленки, на рис. 2.7 спектры фотолюминесценции алмазной пленки.

CVD-алмаз имеет удельную теплопроводность в 4–5 раз больше чем у меди, являясь при этом диэлектриком, и позиционируется как материал для теплоотводов для лазерных диодов, небольших СВЧ интегральных схем, микросхем с большим быстродействием, так как активные устройства, установленные на алмазной подложке, могут лучше корпусироваться без их перегрева.

 

Рис. 2.4. Внешний вид ростовой поверхности CVD-алмазной пленки	Рис. 2.5. Алмазная пленка в разрезе
Рис. 2.6. Рамановский спектр выращенной алмазной пленки	Рис. 2.7. Спектры фотолюминесценции выращенной алмазной пленки