芯耀
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Carbontech2025第九屆國(guó)際碳材料大會(huì)暨產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)（12月9-11日 上海），以“材料創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)變革”為主線，構(gòu)建覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的三大主題展館，其中N1半導(dǎo)體碳材料館聚焦金剛石及超硬材料的最新成果與應(yīng)用。
金剛石作為自然界最硬的材料，被譽(yù)為“工業(yè)牙齒”，其加工技術(shù)的進(jìn)步深刻影響著高端制造、半導(dǎo)體、新能源等領(lǐng)域的革新。相較于傳統(tǒng)半導(dǎo)體襯底材料，金剛石憑借其超高的硬度、優(yōu)異的熱導(dǎo)率和穩(wěn)定的化學(xué)性能，被視為下一代高功率、高頻器件的理想襯底。
6月24日下午，DT新材料 & 特思迪 聯(lián)合主辦了金剛石加工技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)升級(jí)線上直播課，邀請(qǐng)了5位行業(yè)內(nèi)的嘉賓，分別是李柳暗老師，吉林大學(xué)高壓與超硬全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員；梁浩老師，北京特思迪半導(dǎo)體設(shè)備有限公司-銷(xiāo)售總監(jiān)；程哲老師，北京大學(xué)研究員；朱海峰老師，蘇州德龍激光有限股份公司-銷(xiāo)售總監(jiān)；王躍忠老師，中國(guó)科學(xué)院寧波材料所研究員。旨在搭建產(chǎn)學(xué)研深度對(duì)話平臺(tái)，聚焦金剛石加工的技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)升級(jí)路徑。
以下內(nèi)容根據(jù)直播課嘉賓的解讀與觀眾的提問(wèn)整理了部分熱點(diǎn)問(wèn)題。
1、目前國(guó)內(nèi)金剛石功率器件有哪些企業(yè)在做？
目前來(lái)說(shuō)金剛石功率器件更多的還是處于原型器件，因?yàn)樗鼤簳r(shí)還沒(méi)有明確的應(yīng)用場(chǎng)景或者是它目前還沒(méi)有通過(guò)可靠性測(cè)試，目前還處于研究階段。
2、金剛石剝離為什么不等長(zhǎng)厚以后再剝離，而是要考慮氧化硅層？
在金剛石剝離技術(shù)里，傳統(tǒng)方法是把金剛石長(zhǎng)到一定厚度（比如20*20）后再用激光切割來(lái)剝離。但這種激光切割會(huì)形成V字型的溝槽。這里有個(gè)問(wèn)題：切割的尺寸越大，損耗越大。比如切1英寸時(shí)，切割深度淺，損耗還比較小。但當(dāng)尺寸變大到4英寸、8英寸時(shí)，用激光切損耗就非常大了。所以，為了解決大尺寸切割損耗大的問(wèn)題，現(xiàn)在主要發(fā)展兩種新方法：離子注入： 在金剛石里注入離子，形成一個(gè)薄薄的損傷層，然后從這個(gè)損傷層剝離。隱形激光切割： 這也是當(dāng)前快速發(fā)展的新技術(shù)。關(guān)于氧化硅掩膜層：目前配合離子注入等方法，有時(shí)會(huì)用到氧化硅掩膜層這個(gè)方案。但是， 如果未來(lái)隱形激光切割技術(shù)取得突破并成熟應(yīng)用，那么很可能就不再需要采用氧化硅掩膜層這種方案了。
3、粗磨、精磨和拋光分別用什么拋光墊呢？粗磨和精磨哪個(gè)時(shí)間更長(zhǎng)？
目前金剛石研磨和拋光不需要用拋光墊，會(huì)搭配鑄鐵盤(pán)和金剛石拋光盤(pán)。磨拋時(shí)間受來(lái)片原因影響，粗磨時(shí)間一般來(lái)說(shuō)會(huì)更長(zhǎng)一些。
4、2英寸的單晶金剛石拋光極限大概能做到多少？
特思迪金剛石1040拋光機(jī)Ra目前可以做到1nm左右，同時(shí)與材料本身有關(guān)，金剛石存在的缺陷密度也是重要影響因素。
5、TDTR對(duì)樣品有什么要求，比如薄膜厚度、最小面積，多層膜是否能測(cè)，是否需要蒸鍍金屬？
TDTR需要表面非常光滑，光滑是指RMS大概是20納米以下，最好是15納米以下會(huì)測(cè)的比較好，最小面積比光斑大就行，幾十微米也可以測(cè)?？梢詼y(cè)多層薄膜，需要蒸鍍或?yàn)R射一層金屬鋁。
6、如何測(cè)量金剛石與半導(dǎo)體界面處的熱導(dǎo)率？如何確定測(cè)量界面位置？
TDTR測(cè)量是通過(guò)改變加熱激光的調(diào)制頻率來(lái)控制熱穿透深度。 測(cè)量不同頻率下表面溫度隨時(shí)間衰減的信號(hào)，結(jié)合樣品結(jié)構(gòu)（如金剛石膜/半導(dǎo)體基底層）建立熱傳導(dǎo)理論模型。將未知的界面熱導(dǎo)（或熱阻）作為參數(shù)，通過(guò)擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型來(lái)求解。當(dāng)薄膜熱阻和界面熱阻難以區(qū)分時(shí)，需結(jié)合高頻和低頻兩種測(cè)量評(píng)定，相當(dāng)于建立兩個(gè)方程求解薄膜和界面這兩個(gè)未知熱阻。TDTR測(cè)量的是跨越這個(gè)固定界面的熱傳輸性能（熱導(dǎo)或熱阻），而非精確定位其物理位置。通過(guò)改變頻率調(diào)整對(duì)界面熱阻的敏感度來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量。
7、未來(lái)金剛石主要應(yīng)用在什么領(lǐng)域？
在電子器件方面，金剛石優(yōu)異的性能長(zhǎng)期受限于高昂成本而未能廣泛應(yīng)用，如今隨著成本快速下降，其在下一代半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用前景正迅速打開(kāi)。同時(shí)，AI數(shù)據(jù)中心對(duì)散熱的需求急劇攀升，熱管理市場(chǎng)將成為金剛石應(yīng)用爆發(fā)的重要方向。
8、目前單晶金剛石激光打孔孔徑能做到多??？徑深比能達(dá)到多大？
目前產(chǎn)品級(jí)金剛石的打孔技術(shù)能做到50微米—200微米，最小孔能做到40微米左右，徑深比一般是1:15左右。
9、多晶隱切分片，需要拋光和透過(guò)率的要求嗎？
激光入射面必須鏡面拋光： 粗糙表面會(huì)反射/散射大部分激光，導(dǎo)致能量無(wú)法進(jìn)入內(nèi)部。材料本身需高光學(xué)透過(guò)率： 晶界和缺陷會(huì)吸收/散射激光。低透過(guò)率導(dǎo)致激光在到達(dá)焦點(diǎn)前能量衰減過(guò)多，無(wú)法有效形成改質(zhì)層或引起熱損傷。
10、金剛石膜的厚度會(huì)影響粗糙度嗎？
會(huì)影響，金剛石的生長(zhǎng)模式是隨著時(shí)間延長(zhǎng)表面粗糙度會(huì)增大。
……更多的熱點(diǎn)知識(shí)請(qǐng)觀看直播回放
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