揭秘化合積電高品質(zhì)單晶金剛石“硬核指標(biāo)”！

金剛石因具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、機(jī)械和熱學(xué)性能而備受關(guān)注。單晶金剛石尤其具有多種重要特性，包括低熱膨脹系數(shù)、已知的最高熱導(dǎo)率、化學(xué)惰性、耐磨性、低摩擦性以及從紫外線 (UV) 到遠(yuǎn)紅外線 (IR) 的光學(xué)透過性、無與倫比的電子特性等。因此，除了作為寶石（鉆石）的價值外，它在許多行業(yè)和研究中具有廣泛的應(yīng)用價值?；戏e電聚焦MPCVD單晶金剛石同質(zhì)外延和異質(zhì)外延生長，并通過不斷技術(shù)創(chuàng)新，引領(lǐng)著單晶金剛石在高科技產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用革命。

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單晶金剛石-熱學(xué)級

單晶金剛石具有極高的熱導(dǎo)率，高達(dá)2000W/（m·K），通過結(jié)合各種金屬化薄膜，在芯片封裝、工業(yè)設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)更低的功耗、更高的功率密度和更長的使用壽命。此外，化合積電MPCVD單晶金剛石晶圓，表面粗糙度Ra<1nm（AFM和白光干涉儀測量數(shù)據(jù)如下），可以與GaN、Si、GaAs、InP等晶圓鍵合，制備出異質(zhì)集成金剛石基復(fù)合襯底，助推先進(jìn)封裝技術(shù)升級。

1

AFM

粗糙度測量數(shù)據(jù)

Rq? 0.199 nm

Ra? 0.131 nm

22

白光干涉儀

粗糙度測量數(shù)據(jù)

Sa? 0.676 nm

Ra? 0.591 nm

化合積電MPCVD高質(zhì)量單晶金剛石，無色透明，幾乎沒有任何雜質(zhì)，它具有最寬的透過光譜，從紫外的225nm到紅外的25μm（波長1.8μm-2.5μm除外），以及X射線、微波范圍內(nèi)，單晶金剛石都具有優(yōu)良的透過性，透過率高達(dá)70%以上。

紅外波段

透過率測量數(shù)據(jù)

紫外-可見光波段

折射率測量數(shù)據(jù)

紫外-可見光波段

透過率測量數(shù)據(jù)?

紫外-可見光波段

反射率測量數(shù)據(jù)

金剛石除了禁帶寬度（5.5 eV）以外，材料本征高載流子遷移率、高擊穿電場、高熱導(dǎo)率等，優(yōu)異的電學(xué)特性承載了人類對金剛石“終極半導(dǎo)體”的巨大期望。化合積電電子級單晶金剛石X射線搖擺曲線半高寬<100arcsec，位錯密度＜1.3×10^?6?/cm²，N含量<50ppb，極低的位錯密度和氮含量能夠有助于后續(xù)的摻雜以及金剛石器件的制備，確保材料在應(yīng)用中的卓越性能。

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11

X射線

搖擺曲線半高寬

80.9arcsec

22

順磁共振EPR

檢測結(jié)果

N含量32ppb

除了優(yōu)異的熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)，單晶金剛石還具有極高的硬度、耐磨性、化學(xué)惰性等。量子級單晶金剛石因其獨(dú)特的氮-空位（Nitrogen-Vacancy）色心，被認(rèn)為是一種極具潛力的量子比特載體，應(yīng)用于量子精密測量、量子計(jì)算和量子通信等領(lǐng)域。

化合積電以雄厚的科技創(chuàng)新積淀走在單晶金剛石技術(shù)前沿，核心技術(shù)居國內(nèi)領(lǐng)先水平。隨著對單晶金剛石的深入研究和技術(shù)的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，化合積電愿協(xié)同廣大客戶，共同推動單晶金剛石走向更為廣闊的應(yīng)用。

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