日本開(kāi)發(fā)出大型單結晶鉆石晶圓制造技術(shù)
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日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所(產(chǎn)綜研)鉆石研究中心單結晶底板開(kāi)發(fā)小組開(kāi)發(fā)出了大型單結晶鉆石晶圓制造技術(shù)。該技術(shù)結合運用了兩種技術(shù)：由籽晶直接制造薄板狀鉆石單結晶的“直接晶圓化技術(shù)”，以及通過(guò)依次改變生長(cháng)方向、反復進(jìn)行氣相沉積合成(CVD)實(shí)現了結晶大型化的技術(shù)。鉆石擁有高硬度、高熱傳導 率、較寬的光透過(guò)波長(cháng)頻帶與帶隙、低介電率以及優(yōu)異的化學(xué)穩定性等有用的物性。因此，電子業(yè)界希望用其制造出性能超過(guò)硅(Si)類(lèi)及碳化硅(SiC)類(lèi)的 元件。不過(guò)，能夠大量生產(chǎn)大型單結晶鉆石晶圓的技術(shù)卻一直未得以確立。
此前的工藝技術(shù)為了得到板狀鉆石，通常將大型單結晶(晶錠)切成薄片，這處理，形成的切縫就會(huì )產(chǎn)生約1/3的加工損失，而且在晶圓加工后還要進(jìn)行背面研磨等復雜的工序，這些均是有助于實(shí)現實(shí)用化的大量生產(chǎn)的障礙。
產(chǎn)綜研為了解決上述課題，從2003年開(kāi)始就一直在研究利用微波等離子CVD法對大型單結晶鉆石進(jìn)行合成的方法。截止目前已在大小為1克拉單結晶鉆石的合成方面獲得了成功。
該研究發(fā)現，通過(guò)在1200℃附近對表面溫度進(jìn)行準確控制，并準確控制向甲烷及氫形成的反應氣體中添加的氮的含量，可控制方位不同的異常結晶的生長(cháng)。另外，產(chǎn)綜研表示，通過(guò)優(yōu)化鉆石結晶的生長(cháng)條件，可實(shí)現比原來(lái)快5倍以上的50μm/小時(shí)的合成。
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