日本開發(fā)出大型單結晶鉆石晶圓制造技術

2009-11-17 來源：中國水晶網(wǎng)

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日本產業(yè)技術綜合研究所(產綜研)鉆石研究中心單結晶底板開發(fā)小組開發(fā)出了大型單結晶鉆石晶圓制造技術。該技術結合運用了兩種技術：由籽晶直接制造薄板狀鉆石單結晶的“直接晶圓化技術”，以及通過依次改變生長方向、反復進行氣相沉積合成(CVD)實現(xiàn)了結晶大型化的技術。鉆石擁有高硬度、高熱傳導率、較寬的光透過波長頻帶與帶隙、低介電率以及優(yōu)異的化學穩(wěn)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硅(Si)類及碳化硅(SiC)類的元件。不過，能夠大量生產大型單結晶鉆石晶圓的技術卻一直未得以確立。

　　此前的工藝技術為了得到板狀鉆石，通常將大型單結晶(晶錠)切成薄片，這處理，形成的切縫就會產生約1/3的加工損失，而且在晶圓加工后還要進行背面研磨等復雜的工序，這些均是有助于實現(xiàn)實用化的大量生產的障礙。

　　產綜研為了解決上述課題，從2003年開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(xiàn)，通過在1200℃附近對表面溫度進行準確控制，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。另外，產綜研表示，通過優(yōu)化鉆石結晶的生長條件，可實現(xiàn)比原來快5倍以上的50μm/小時的合成。

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