金剛石寬禁帶半導(dǎo)體材料的禁帶寬度為5.47 eV,具有優(yōu)異的力學(xué)、 電學(xué)、 熱學(xué)、 聲學(xué)和光學(xué)特性,帶隙寬、熱導(dǎo)率高、擊穿場(chǎng)強(qiáng)高、載流子遷移率高、耐高溫、抗酸堿、抗腐蝕、抗輻照,在高功率、高頻、高溫領(lǐng)域等方面發(fā)揮重要作用。
近日,“2023功率與光電半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)及集成應(yīng)用論壇”于西安召開(kāi)。論壇由第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(CASA)指導(dǎo),西安交通大學(xué)、極智半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)(m.ybx365.cn)、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主辦,西安電子科技大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟人才發(fā)展委員會(huì)、全國(guó)半導(dǎo)體應(yīng)用產(chǎn)教融合(東莞)職業(yè)教育集團(tuán)聯(lián)合組織、西安和其光電股份有限公司等單位協(xié)辦。
期間,“平行論壇2:光電子器件及應(yīng)用”上,化合積電(廈門)半導(dǎo)體科技有限公司大區(qū)總監(jiān)黃開(kāi)斌帶來(lái)了“金剛石基光電探測(cè)及激光器技術(shù)進(jìn)展”的主題報(bào)告。CVD 金剛石具有極高的導(dǎo)熱率,是理想的散熱材料。單晶金剛石熱導(dǎo)率高達(dá)2000W/m.k以上,多晶金剛石熱導(dǎo)率達(dá)1000-2000W/m.k。與此同時(shí), 金剛石的熱膨脹系數(shù)極低。
金剛石俗稱“金剛鉆”,具有所有已知材料中最高的硬度和抗穿透性,甚至可以磨損最硬的陶瓷材料。金剛石具有出色的電絕緣性,金剛石的導(dǎo)熱性比銅好五倍,比硅好 22 倍。雖然金剛石是一種出色的熱導(dǎo)體,但金剛石也是一種出色的電絕緣體。與當(dāng)前技術(shù)相比,金剛石的高介電強(qiáng)度允許薄金剛石層隔離大量電壓。在隔離10,000V 時(shí),所需金剛石的體積比硅小50倍,尺寸更小的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)更快的切換。
金剛石具有優(yōu)良的光學(xué)性能,高質(zhì)量 CVD 金剛石薄膜具有十分優(yōu)良的光學(xué)性能,除 3~6 μm 范圍內(nèi)的雙聲子區(qū)域存在晶格振動(dòng)而產(chǎn)生的本征吸收峰外,在室溫下,從紫外至遠(yuǎn)紅外甚至微波段,都有很高的透過(guò)性,理論透過(guò)率高達(dá)71.6%。由于封裝、互連、載流子濃度的熱增加和其他因素,傳統(tǒng)的硅和 GaAs 器件通常不能在 300°C 以上工作。金剛石半導(dǎo)體器件不受熱產(chǎn)生載流子的影響,這使得它非常適合高溫和高壓應(yīng)用。
金剛石在半導(dǎo)體激光器、固體激光器、碟片激光器、氣體激光器、金剛石探測(cè)器等領(lǐng)域均有應(yīng)用。其中,半導(dǎo)體激光器使用銅熱沉作為散熱材料,銅的熱導(dǎo)率僅為4W/(k.cm),散熱能力很有限,而金剛石膜的熱導(dǎo)率是所有物質(zhì)中最高的,熱導(dǎo)率為20W/(k.cm),是銅熱導(dǎo)率的5倍,同時(shí)金剛石的電阻率可達(dá)1015~1016 ?·cm,因此采用既電絕緣又高導(dǎo)熱的金剛石作為大功率半導(dǎo)體激光器的熱沉是比較理想的。
單晶CVD金剛石作為輻射探測(cè)器具有許多理想的性能,優(yōu)異的抗輻射能力、耐高溫、高物理硬度、化學(xué)惰性、寬帶隙,信號(hào)響應(yīng)快。通過(guò)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)中子、γ射線的探測(cè)。這些性能和使用單個(gè)傳感器檢測(cè)混合輻射類型的能力的結(jié)合,使得金剛石在惡劣環(huán)境下作為探測(cè)器材料特別有吸引力,例如核電站監(jiān)測(cè)(裂變和聚變)和油井測(cè)井作業(yè)。在惡劣的民用環(huán)境下,使用的自支撐多晶 CVD金剛石窗口測(cè)儀可探測(cè)到鈹窗口無(wú)法探測(cè)的硼、碳、氮、氧、氟等輕元素發(fā)出的特征 X 光譜線,降低了工作危險(xiǎn)系數(shù)。
化合積電(廈門)半導(dǎo)體科技有限公司,專注于寬禁帶半導(dǎo)體材料研發(fā)和生產(chǎn),致力于成為全球領(lǐng)先的寬禁帶半導(dǎo)體材料制造商,核心產(chǎn)品有多晶金剛石(晶圓級(jí)金剛石、金剛石熱沉片、光學(xué)級(jí)多晶金剛石)、單晶金剛石(熱學(xué)級(jí)、光學(xué)級(jí)、電子級(jí))、氮化鋁薄膜(硅基氮化鋁、藍(lán)寶石基氮化鋁和金剛石基氮化鋁)等。10余年技術(shù)積累,掌握設(shè)備開(kāi)發(fā)、材料生長(zhǎng)、研磨拋光等最全核心工藝。已建立獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系,目前公司累計(jì)申請(qǐng)20多項(xiàng)專利。與中國(guó)集美大學(xué)、上海交通大學(xué)和韓國(guó)亞洲大學(xué)等開(kāi)展國(guó)際技術(shù)合作,并已建立中國(guó)、韓國(guó)兩研發(fā)中心。據(jù)介紹,其金剛石和氮化鋁核心產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)。掌握大尺寸、低成本、高質(zhì)量金剛石和氮化鋁相關(guān)產(chǎn)品制備及加工的核心工藝,公司持續(xù)擴(kuò)產(chǎn),產(chǎn)能穩(wěn)步提升。
CASICON 系列活動(dòng)簡(jiǎn)介
“先進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大會(huì)(CASICON)”由【極智半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)】主辦,每年在全國(guó)巡回舉辦的行業(yè)綜合活動(dòng)?;顒?dòng)聚焦先進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱點(diǎn),聚合產(chǎn)業(yè)相關(guān)各方訴求,通過(guò)“主題會(huì)議+項(xiàng)目路演+展覽”的形式,促進(jìn)參與各方交流合作,積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。CASICON 系列活動(dòng)將以助力第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)為己任,聯(lián)合實(shí)力資源,持續(xù)輸出高質(zhì)量的活動(dòng)內(nèi)容,搭建更好的交流平臺(tái),為產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)應(yīng)盡的力量。
(備注:以上信息僅根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)整理未經(jīng)嘉賓本人確認(rèn),僅供參考?。?/p>