本發(fā)明屬于納米材料及器件領(lǐng)域，涉及一種絕緣導(dǎo)熱薄膜的制備方法及封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著電子電路中主開(kāi)關(guān)頻率、變換電源電壓和功率的提高，對(duì)起控制作用的整流開(kāi)關(guān)二極管提出了更高要求。功率型混合PiN肖特基二極管(Merged PiN/Schottky diode，MPS)開(kāi)關(guān)二極管具有高阻斷電壓、低漏電流、更快的開(kāi)關(guān)速度、更大的導(dǎo)通電流、更小的導(dǎo)通電壓等特點(diǎn)。MPS二極管的銅基體不僅起到對(duì)芯片的支撐作用，而且是芯片工作的電極之一，所以需要在銅基體下表面鍍上一層絕緣層，防止漏電?，F(xiàn)代社會(huì)大功率MPS開(kāi)關(guān)二極管使用的領(lǐng)域越來(lái)越多，應(yīng)用的功率越來(lái)越大(100W以上)，大部分電能都轉(zhuǎn)化成熱量，使芯片的結(jié)溫迅速上升，當(dāng)溫度超過(guò)最大允許溫度時(shí)，大功率MPS就會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱而損壞，所以要求絕緣層要有較大的導(dǎo)熱系數(shù)，以便產(chǎn)生的熱量及時(shí)傳遞出去。散熱問(wèn)題是MPS封裝的關(guān)鍵，是迫切需要解決的問(wèn)題，在大功率MPS開(kāi)關(guān)二極管設(shè)計(jì)中散熱設(shè)計(jì)是一項(xiàng)主要目標(biāo)。因此，在功率型MPS開(kāi)關(guān)二極管銅基體上沉積一種電阻系數(shù)高，又能快速導(dǎo)熱的絕緣層及其重要。

目前常用氧化鋁導(dǎo)熱絕緣涂層，但氧化鋁的導(dǎo)熱系數(shù)較低、一般不高于30W/m.K，電阻約為10MΩ。并且現(xiàn)有技術(shù)中，一般的物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積所得絕緣導(dǎo)熱薄膜與銅、鋁等基板的結(jié)合力較低，容易發(fā)生剝落，無(wú)法滿足使用要求。

因此，如何提供一種絕緣導(dǎo)熱薄膜的制備方法及封裝結(jié)構(gòu)，以提高絕緣導(dǎo)熱薄膜與基板之間的結(jié)合力，并有效絕緣及導(dǎo)熱，以便芯片產(chǎn)生的熱量及時(shí)傳遞出去，并防止漏電或放電產(chǎn)生，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個(gè)重要技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種絕緣導(dǎo)熱薄膜的制備方法及封裝結(jié)構(gòu)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜與基板結(jié)合力交底，容易發(fā)生剝落，無(wú)法滿足使用要求的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種絕緣導(dǎo)熱薄膜的制備方法，包括如下步驟：

S1：提供一基板，在所述基板上形成金屬單質(zhì)層；所述金屬單質(zhì)為鋁或鈦；

S2：在所述金屬單質(zhì)層上形成相應(yīng)金屬的摻硅化合物層；

S3：在所述摻硅化合物層上形成類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜。

可選地，所述基板的材質(zhì)包括銅、鋁、鋁合金、不銹鋼、鍺、硅中的任意一種。

可選地，所述基板的材質(zhì)為陶瓷或玻璃，且于所述步驟S1中，無(wú)需在所述基板上形成所述金屬單質(zhì)層，于所述步驟S2中，直接在所述基板上形成鋁的摻硅化合層或鈦的摻硅化合物層。

可選地，所述基板上連接有射頻電源；在形成所述金屬單質(zhì)層、相應(yīng)金屬的摻硅化合物層或類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜時(shí)，開(kāi)啟所述射頻電源，以提高所述金屬單質(zhì)層、相應(yīng)金屬的摻硅化合物層或類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜的均勻性與致密性。

可選地，于所述步驟S1中，在所述基板上形成金屬單質(zhì)層之前，首先對(duì)所述基板進(jìn)行氬氣等離子體清洗。

可選地，于所述步驟S1中，進(jìn)行相應(yīng)金屬靶的磁控濺射，在所述基板上沉積得到所述金屬單質(zhì)層；所述金屬靶連接有直流濺射電源或射頻濺射電源。

可選地，于所述步驟S2中，往反應(yīng)腔室內(nèi)通入硅源，同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)金屬靶的磁控濺射，在所述金屬單質(zhì)層上形成所述摻硅化合物層。

可選地，所述類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜為含氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜或無(wú)氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜。

可選地，于所述步驟S3中，通過(guò)物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積法形成所述類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜。

可選地，于所述步驟S3中，在所述摻硅化合物層上形成類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜時(shí)通入硅源，得到摻硅類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜。

可選地，所述金屬單質(zhì)金屬層的厚度范圍是10-300nm；所述摻硅化合物層的厚度范圍是20-300nm；所述類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜的厚度范圍是100-4000nm。

本發(fā)明還提供一種封裝結(jié)構(gòu)，包括基板及結(jié)合于所述基板上表面的芯片，所述基板下表面依次形成有金屬單質(zhì)層、相應(yīng)金屬的摻硅化合物層以及類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜；所述金屬單質(zhì)為鋁或鈦。

可選地，所述基板的材質(zhì)包括銅、鋁、不銹鋼、鍺、硅中的任意一種。

可選地，所述基板的材質(zhì)為陶瓷或玻璃，且所述基板下表面依次形成有鋁的摻硅化合物層或鈦的摻硅化合物層以及所述類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜，無(wú)需形成有所述金屬單質(zhì)層。

可選地，所述類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜為含氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜或無(wú)氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜。

可選地，所述類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜為摻硅類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜。

可選地，所述金屬單質(zhì)金屬層的厚度范圍是10-300nm；所述摻硅化合物層的厚度范圍是20-300nm；所述類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜的厚度范圍是100-4000nm。

可選地，所述芯片為混合PiN肖特基二極管。

可選地，所述基板作為所述混合PiN肖特基二極管的工作電極之一。

如上所述，本發(fā)明的絕緣導(dǎo)熱薄膜的制備方法及封裝結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果：本發(fā)明結(jié)合磁控濺射與射頻化學(xué)氣相沉積技術(shù)，在基板上沉積與基板結(jié)合力良好的類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜，達(dá)到高導(dǎo)熱、高絕緣性的效果。本發(fā)明制備的類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜可以很好的應(yīng)用于混合PiN肖特基二極管銅或鋁基板上，作為封裝結(jié)構(gòu)中絕緣和導(dǎo)熱散熱層來(lái)使用，以代替現(xiàn)有的氧化鋁絕緣層。并且本發(fā)明制備的絕緣導(dǎo)熱薄膜的方法不局限于混合PiN肖特基二極管銅或鋁合金基板上使用，還可以應(yīng)用于其他類型的需要快速散熱并需要絕緣的基板上面，具有廣泛的工業(yè)前景。

附圖說(shuō)明

圖1顯示為本發(fā)明的絕緣導(dǎo)熱薄膜的制備方法的工藝流程圖。

圖2顯示為本發(fā)明的絕緣導(dǎo)熱薄膜的制備方法在基板上制備金屬單質(zhì)層的示意圖。

圖3顯示為本發(fā)明的絕緣導(dǎo)熱薄膜的制備方法在所述金屬單質(zhì)層上形成相應(yīng)金屬的摻硅化合物層的示意圖。

圖4顯示為本發(fā)明的絕緣導(dǎo)熱薄膜的制備方法在所述摻硅化合物層上形成類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜的示意圖。

圖5顯示為本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明

S1～S3 步驟

1 基板

2 金屬單質(zhì)層

3 摻硅化合物層

4 類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜

5 芯片

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

請(qǐng)參閱圖1至圖5。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

實(shí)施例一

本發(fā)明提供一種絕緣導(dǎo)熱薄膜的制備方法，請(qǐng)參閱圖1，顯示為該方法的工藝流程圖，包括如下步驟：

S1：提供一基板，在所述基板上形成金屬單質(zhì)層；所述金屬單質(zhì)為鋁或鈦；

S2：在所述金屬單質(zhì)層上形成相應(yīng)金屬的摻硅化合物層；

S3：在所述摻硅化合物層上形成類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜。

其中，類金剛石(Diamond Like Carbon，DLC)絕緣導(dǎo)熱膜具有很高的硬度、耐磨性、導(dǎo)熱性、絕緣性、化學(xué)惰性強(qiáng)及其良好的生物相容性等特點(diǎn)，碳原子和碳原子之間以sp³和sp²鍵的形式結(jié)合，生成的無(wú)定形碳的一種亞穩(wěn)定形態(tài)的非晶碳，薄膜電阻率可達(dá)108Ω.cm，硬度高于10GPa，導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)450W/m.K。

首先請(qǐng)參閱圖2，執(zhí)行步驟S1：提供一基板1，在所述基板1上形成金屬單質(zhì)層2；所述金屬單質(zhì)為鋁或鈦。

具體的，所述基板1的材質(zhì)包括但不限于銅、鋁、鋁合金、不銹鋼、硅、鍺中的任意一種。

本實(shí)施例中，通過(guò)磁控濺射法在所述基板1上形成所述金屬單質(zhì)層2，其中，所述磁控濺射法采用直流濺射電源或射頻濺射電源，所述直流濺射電源或射頻濺射電源連接于金屬靶上。

特別的，所述基板1上可進(jìn)一步連接有射頻電源，在形成所述金屬單質(zhì)層、相應(yīng)金屬的摻硅化合物層或類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜時(shí)，可開(kāi)啟所述射頻電源，以提高所述金屬單質(zhì)層、相應(yīng)金屬的摻硅化合物層或類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜的均勻性與致密性。這是因?yàn)榧虞d在所述基板1上的射頻信號(hào)可以將到達(dá)基板附近的靶材材料或反應(yīng)性氣體進(jìn)一步碎片化和離子化，從而得到更為均勻、致密的沉積層。本實(shí)施例中，所述射頻電源的功率密度范圍優(yōu)選為0.3-1.5W/cm²，

作為示例，在所述基板1上形成金屬單質(zhì)層2之前，首先在氬氣壓強(qiáng)為0.1-10Pa下，打開(kāi)連接在所述基板上的射頻電源，對(duì)所述基板1進(jìn)行氬氣等離子體清洗，以去除所述基板1表面的污染物，以利于后續(xù)金屬單質(zhì)在所述基板1上的沉積。

等離子體清洗完成后，保持所述射頻電源處于打開(kāi)狀態(tài)的同時(shí)，進(jìn)行鋁靶或鈦靶的直流或射頻磁控濺射，在所述基板1上沉積得到鋁金屬單質(zhì)層或鈦單質(zhì)金屬層(也可稱為純鋁層或純鈦層)。作為示例，所述金屬單質(zhì)金屬層2的厚度范圍是10-300nm，優(yōu)選為50-150nm。

本步驟中通過(guò)磁控濺射法及基板射頻輔助得到的金屬單質(zhì)層2與所述基板1之間具有很好的結(jié)合力。

然后請(qǐng)參閱圖3，執(zhí)行步驟S2：在所述金屬單質(zhì)層2上形成相應(yīng)金屬的摻硅化合物層3。

此處需要說(shuō)明的是，所謂“相應(yīng)金屬的摻硅化合物層”是指：若步驟S1中所述金屬單質(zhì)層2為鋁層，則本步驟中形成的為鋁的摻硅化合物層；若步驟S1中所述金屬單質(zhì)層2為鈦層，則本步驟中形成的為鈦的摻硅化合物層。

作為示例，所述摻硅化合物層的厚度范圍是20-300nm，優(yōu)選為80-200nm。

所述化合物采用摻硅化合物有如下好處：一方面，在鋁層或鈦層中摻入硅原子，可以使金屬性的鋁層或鈦層具備一定的非金屬性，從而能夠與后續(xù)制備的類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜具有較強(qiáng)的結(jié)合力；另一方面，摻硅的鋁層或鈦層因?yàn)槠渲黧w成分為鋁或鈦，其與純鋁層或純鈦層之間亦具有很好的結(jié)合力。

由于鋁層或鈦層與所述基板1具有很好的結(jié)合力，摻硅化合物層又同時(shí)與鋁層、鈦層及類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜具有很好的結(jié)合力，因此在所述基板1與類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜之間設(shè)置所述金屬單質(zhì)層2及所述摻硅化合物層3，可以顯著提高類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜與所述基板1之間的結(jié)合力。

作為示例，結(jié)合磁控濺射與射頻化學(xué)氣相沉積技術(shù)，在所述金屬單質(zhì)層2上形成所述摻硅化合物層3。其中，射頻化學(xué)氣相沉積技術(shù)是指利用射頻等離子體激活化學(xué)氣相反應(yīng)，進(jìn)行氣相沉積。在射頻電磁場(chǎng)的作用下，自由電子的運(yùn)動(dòng)引起反應(yīng)物氣體分子的電離，產(chǎn)生等離子體，由此降低化學(xué)反應(yīng)的勢(shì)壘，使得一些難以進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)變得容易進(jìn)行。

具體的，使連接在所述基板1上的射頻電源處于打開(kāi)狀態(tài)，并往反應(yīng)腔室內(nèi)通入硅源，同時(shí)進(jìn)行鋁靶或鈦靶的磁控濺射，在所述金屬單質(zhì)層2上形成所述摻硅化合物層。

本實(shí)施例中，所述硅源包括六甲基二硅氧烷或四甲基硅烷，其分壓為0.05-10Pa。

再請(qǐng)參閱圖4，執(zhí)行步驟S3：在所述摻硅化合物層3上形成類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜4。

具體的，通過(guò)物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積法形成所述類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜。所述類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜的厚度范圍是100-4000nm，優(yōu)選為500-2500nm。

具體的，根據(jù)碳源及制備方法的不同，得到的類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜可以為含氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜或無(wú)氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜。含氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜或無(wú)氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜均具有良好的絕緣導(dǎo)熱性能，不同之處在于含氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜具有更高的透光率，而無(wú)氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜具有較高的硬度、彈性模量以及低摩擦系數(shù)。

作為示例，通過(guò)化學(xué)氣相沉積法在所述摻硅化合物層3上形成類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜4，所述化學(xué)氣相沉積法采用的碳源包括但不限于甲苯、甲烷、苯、乙炔中的任意一種。本實(shí)施例中，所述碳源優(yōu)選采用甲苯。

具體的，當(dāng)所述摻硅化合物層3達(dá)到設(shè)計(jì)厚度后，在反應(yīng)腔室內(nèi)通入甲苯(分壓為0.05-10Pa)，并停止鋁靶或鈦靶的磁控濺射、關(guān)閉氬氣，以形成含氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜。

以上僅為示例，在其它實(shí)施例中，根據(jù)設(shè)備的不同，相應(yīng)的工藝條件可以根據(jù)需要進(jìn)行改變，此處不應(yīng)過(guò)分限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

特別的，在通入碳源的同時(shí)，可保持通入一定量的硅源(例如六甲基)，以沉積摻硅類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜，或停止通入硅源以沉積不摻硅的類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜。

摻硅類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜與不摻硅的類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜均具有良好的絕緣導(dǎo)熱性能，其中，摻硅類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜可以減小薄膜的內(nèi)應(yīng)力，并可以顯著提高薄膜的附著力、耐磨性、SP³鍵的含量、光學(xué)帶隙寬度、熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性，同時(shí)，摻硅類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜與步驟S2制備的摻硅化合物層的結(jié)合力更好，可以進(jìn)一步提高薄膜的附著能力。

上述步驟S1、S2及S3可在同一反應(yīng)腔室內(nèi)完成。

至此，通過(guò)本發(fā)明的絕緣導(dǎo)熱薄膜的制備方法在所述基板1上制備得到了絕緣導(dǎo)熱薄膜，該絕緣導(dǎo)熱薄膜由金屬單質(zhì)層、相應(yīng)金屬的摻硅化合物層以及類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜三層組成，其中，前兩者可提高類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜與基板的結(jié)合力。所述單質(zhì)金屬層采用磁控濺射法制備，所述摻硅化合物層采用磁控濺射與射頻化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備，可顯著提高膜基結(jié)合力。

需要指出的是，在另一實(shí)施例中，當(dāng)所述基板的材質(zhì)為陶瓷或玻璃時(shí)，也可無(wú)需形成所述金屬單質(zhì)層，因?yàn)殇X的摻硅化合物與鈦的摻硅化合物本身與陶瓷或玻璃具有較強(qiáng)的結(jié)合力。因此，于所述步驟S1中，無(wú)需在所述基板上形成所述金屬單質(zhì)層，于所述步驟S2中，直接在所述基板上形成鋁的摻硅化合層或鈦的摻硅化合物層。

通過(guò)本發(fā)明的絕緣導(dǎo)熱薄膜的制備方法制備的類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜可以很好地應(yīng)用于MPS用銅或鋁合金基板上，作為絕緣和導(dǎo)熱散熱層來(lái)使用，以代替現(xiàn)有的氧化鋁絕緣層。

實(shí)施例二

本發(fā)明還提供一種封裝結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參閱圖5，顯示為該封裝結(jié)構(gòu)的示意圖，包括基板1及結(jié)合于所述基板1上表面的芯片5，所述基板1下表面依次形成有金屬單質(zhì)層2、相應(yīng)金屬的摻硅化合物層3以及類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜4；所述金屬單質(zhì)為鋁或鈦。

需要說(shuō)明的是，所謂“相應(yīng)金屬的摻硅化合物層”是指：若所述金屬單質(zhì)層2為鋁層，則相應(yīng)金屬的摻硅化合物層為鋁的摻硅化合物層；若所述金屬單質(zhì)層2為鈦層，則相應(yīng)金屬的摻硅化合物層為鈦的摻硅化合物層。

具體的，所述基板1的材質(zhì)包括但不限于銅、鋁、鋁合金、不銹鋼、硅、鍺中的任意一種。所述金屬單質(zhì)金屬層的厚度范圍是10-300nm；所述摻硅化合物層的厚度范圍是20-300nm；所述類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜的厚度范圍是100-4000nm。

具體的，所述摻硅化合物有如下好處：一方面，在鋁層或鈦層中摻入硅原子，可以使金屬性的鋁層或鈦層具備一定的非金屬性，從而能夠與后續(xù)制備的類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜具有較強(qiáng)的結(jié)合力；另一方面，摻硅的鋁層或鈦層因?yàn)槠渲黧w成分為鋁或鈦，其與純鋁層或純鈦層之間亦具有很好的結(jié)合力。

由于鋁層或鈦層與所述基板1具有很好的結(jié)合力，摻硅化合物層又同時(shí)與鋁層、鈦層及類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜具有很好的結(jié)合力，因此在所述基板1與類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜之間設(shè)置所述金屬單質(zhì)層2及所述摻硅化合物層3，可以顯著提高類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜與所述基板1之間的結(jié)合力。

需要指出的是，在另一實(shí)施例中，當(dāng)所述基板1的材質(zhì)為陶瓷或玻璃時(shí)，也可無(wú)需形成所述金屬單質(zhì)層，因?yàn)殇X的摻硅化合物與鈦的摻硅化合物本身與陶瓷或玻璃具有較強(qiáng)的結(jié)合力。因此所述基板1下表面依次形成有鋁的摻硅化合物層或鈦的摻硅化合物層以及所述類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜，無(wú)需形成有所述金屬單質(zhì)層。

具體的，所述類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜4為含氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜或無(wú)氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜。含氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜或無(wú)氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜均具有良好的絕緣導(dǎo)熱性能，不同之處在于含氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜具有更高的透光率，而無(wú)氫類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜具有較高的硬度、彈性模量以及低摩擦系數(shù)。

進(jìn)一步的，所述類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜4可以為摻硅類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜或不摻硅類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜。摻硅類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜與不摻硅的類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜均具有良好的絕緣導(dǎo)熱性能，其中，摻硅類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜可以減小薄膜的內(nèi)應(yīng)力，并可以顯著提高薄膜的附著力、耐磨性、SP³鍵的含量、光學(xué)帶隙寬度、熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性，同時(shí)，摻硅類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜與步驟S2制備的摻硅化合物層的結(jié)合力更好，可以進(jìn)一步提高薄膜的附著能力。

作為示例，所述芯片為混合PiN肖特基二極管。混合PiN肖特基二極管(Merged PiN/Schottky diode，MPS)具有PIN二極管高阻斷電壓、低漏電流和肖特基二極管(SBD)小開(kāi)啟電壓、大導(dǎo)通電流以及高開(kāi)關(guān)速度的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于垂直結(jié)構(gòu)的MPS，其呈現(xiàn)深注入的交叉指狀P+柵格與肖特基結(jié)相間隔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，MPS二極管正面電極形成用于肖特基區(qū)的與相對(duì)低摻雜區(qū)域的肖特基勢(shì)壘(Schottky contact)，以及用于P-i-N區(qū)的與相對(duì)高摻雜區(qū)域的歐姆接觸；MPS二極管背面電極與MPS二極管形成歐姆接觸(Ohmic contact)。MPS開(kāi)關(guān)管的主要結(jié)是PiN二極管區(qū)，PN結(jié)通過(guò)其耗盡層的寬度和兩PN結(jié)之間的間隙來(lái)影響肖特基的導(dǎo)電溝道。

本實(shí)施例中，所述基板1優(yōu)選采用銅基板，其不僅作為散熱基板，還作為所述混合PiN肖特基二極管的工作電極之一。

采用本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)可以有效解決大功率MPS開(kāi)關(guān)二極管在使用過(guò)程中的散熱降溫問(wèn)題，其中類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜與基板具有很好的結(jié)合能力，且具有較大的導(dǎo)熱系數(shù)和電阻率，可以使得芯片產(chǎn)生的熱量及時(shí)傳遞出去，并防止漏電和放電發(fā)生。

在其它實(shí)施例中，所述芯片也可以是其他類型的需要快速散熱并需要基板背面絕緣的芯片，此處不應(yīng)過(guò)分限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

綜上所述，本發(fā)明的絕緣導(dǎo)熱薄膜的制備方法結(jié)合磁控濺射與射頻化學(xué)氣相沉積技術(shù)，在基板上沉積與基板結(jié)合力良好的類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜，達(dá)到高導(dǎo)熱、高絕緣性的效果。本發(fā)明制備的類金剛石絕緣導(dǎo)熱薄膜可以很好的應(yīng)用于混合PiN肖特基二極管銅或鋁合金基板上，作為封裝結(jié)構(gòu)中絕緣和導(dǎo)熱散熱層來(lái)使用，以代替現(xiàn)有的氧化鋁絕緣層。并且本發(fā)明制備的絕緣導(dǎo)熱薄膜的方法不局限于混合PiN肖特基二極管銅或鋁合金基板上使用，還可以應(yīng)用于其他類型的需要快速散熱并需要絕緣的基板上面，具有廣泛的工業(yè)前景。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。