近日,深圳市超晶热导技术有限公司(简称“超晶热导”)正式发布新一代大尺寸光学级金刚石晶圆,并同步宣布成功研制16英寸高真空热丝CVD金刚石生长设备(“长晶炉”)。这一系列突破标志着我国在高端金刚石材料制备与核心装备领域实现自主可控,填补了国内大尺寸、高品质金刚石晶圆空白。

一、 核心突破:大尺寸光学级金刚石晶圆问世

长期以来,大尺寸、低缺陷金刚石晶圆的制备是行业痛点。超晶热导依托自主工艺,攻克了生长均匀性差、内部应力难控及表面精度低等难题,推出了性能卓越的光学级产品。

产品核心优势:

  • 尺寸与性能:支持大尺寸晶圆,晶体缺陷密度低,红外多波段透过率高,满足规模化应用需求。
  • 表面精度:采用超精密抛光,表面粗糙度达光学级水平,满足高功率光学系统对低散射、高稳定性的严苛要求。
  • 物理特性:热导率超1800 W/(m·K),硬度极高,热膨胀系数低,化学稳定性优异,能在强冲击、极端温差等复杂工况下保持稳定。
  • 应用场景:该晶圆是高功率激光器窗口、红外光学探测、量子传感及先进半导体热管理的理想材料,可显著提升器件功率上限与可靠性。

二、 装备自主:16英寸“长晶炉”破解量产瓶颈

要实现金刚石半导体的产业化,核心装备必须自主。超晶热导成功研制出16英寸高真空热丝CVD金刚石生长设备,综合指标对标国际水准。

设备硬核参数与能力:

  • 大尺寸厚膜:可在16英寸基片上稳定沉积毫米级厚膜,破解了均匀性与应力控制痛点。
  • 多功能集成:一台设备可覆盖金刚石厚膜、纳米DLC刀具涂层、模具涂层及防腐蚀电极涂层等多种工艺,降低设备投入成本。
  • 精准控制:极限真空优于8×10⁻⁴Pa,热丝最高温度达2200℃,控温精度在5%以内,支持工艺气体精准掺杂。
  • 产业意义:该设备打破了国外在高端金刚石生长设备领域的垄断,将大幅降低金刚石刀具、热沉等产品的生产成本,加速金刚石材料在芯片、5G射频及新能源汽车领域的落地。

三、 产业跨越:12英寸高质量金刚石晶圆实现工业化

在材料端,超晶热导已攻克12英寸CVD金刚石晶圆的关键生产工艺。这款直径约300mm的工业级晶圆热导率大于1000 W/mK(约为铜的2.5倍),具备高绝缘、高硬度特性。

应用价值:该产品是第三代半导体散热、功率器件封装及射频芯片散热的理想材料,能有效降低器件工作温度,提升系统寿命。公司已形成不同厚度、粗糙度的定制化服务能力,实现了从小尺寸样品向大尺寸工业化的跨越。

从核心装备到材料成品,超晶热导的系列突破构建了完整的金刚石材料产业链条,为我国在宽禁带半导体领域的竞争提供了坚实支撑。


信息来源:超晶热导综合整理

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