日本開發(fā)出大型單結(jié)晶鉆石晶圓制造技術(shù)

2009-11-17 來源：中國水晶網(wǎng)

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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(jié)晶底板開發(fā)小組開發(fā)出了大型單結(jié)晶鉆石晶圓制造技術(shù)。該技術(shù)結(jié)合運(yùn)用了兩種技術(shù)：由籽晶直接制造薄板狀鉆石單結(jié)晶的“直接晶圓化技術(shù)”，以及通過依次改變生長方向、反復(fù)進(jìn)行氣相沉積合成(CVD)實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶大型化的技術(shù)。鉆石擁有高硬度、高熱傳導(dǎo) 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(xué)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(chǎn)大型單結(jié)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(jié)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(fù)雜的工序，這些均是有助于實(shí)現(xiàn)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年開始就一直在研究利用微波等離子CVD法對(duì)大型單結(jié)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(jié)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(duì)表面溫度進(jìn)行準(zhǔn)確控制，并準(zhǔn)確控制向甲烷及氫形成的反應(yīng)氣體中添加的氮的含量，可控制方位不同的異常結(jié)晶的生長。另外，產(chǎn)綜研表示，通過優(yōu)化鉆石結(jié)晶的生長條件，可實(shí)現(xiàn)比原來快5倍以上的50μm/小時(shí)的合成。

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