几十年来,,,硅一直是电子产品的主力军,,,因为它不仅是一种常见的元素,,,易于加工,,,,而且还具备良好的电子特性。。。硅的唯一局限性就是高温会损坏它,,,,这限制了硅基电子产品的运行速度。。。。那么,,经过新型抛光方法的单晶金刚石能否经受重重考验,,,成为硅的最新替代品???最近发表在《Scientific Reports》上的一项研究中,,研究人员将单晶金刚石晶圆打磨成近乎原子级的光滑。。。。这一过程将有助于帮助金刚石取代电子设备中的部分硅元件。。
金刚石是已知最坚硬的物质,,,,基本上不与化学物质发生反应。。用同样坚硬的工具对其进行抛光会损坏表面,,而传统的抛光方法化学反应缓慢。。。在这项研究中,,研究人员实质上是先改造石英玻璃表面,,,然后用改造后的石英玻璃工具对金刚石进行抛光。。。。抛光前的单晶金刚石,,,有许多台阶状特征,,,整体呈波浪形,,平均均方根粗糙度为0.66微米。。抛光后,,,结构缺陷消失了,,表面粗糙度也大大降低,,只有0.4纳米。。“抛光将表面粗糙度降低到接近原子的光滑度,,,,”研究人员说。。。。“表面没有划痕,,,,就像机械平滑方法中看到的那样。。。”此外,,研究人员还证实,,抛光后的表面没有发生化学变化。。例如,,,他们没有检测到石墨,,因此,,,,没有损坏的碳。。。。唯一检测到的杂质是来自原始晶圆制备的极少量氮气。。。“使用拉曼光谱,,,晶片中金刚石线的半峰全宽是相同的,,,,并且峰的位置几乎是相同的。。。”作者说,,,“其他抛光技术与纯金刚石有明显偏差。。。。”
通过这项研究开发,,,,现在可以实现基于单晶金刚石的高性能功率器件和散热器。。。。这种技术将大大降低未来电子设备的功耗和碳投入,,,提高性能。。。。

图1 抛光前后的单晶金刚石
商界作为一家国内知名的专注于金刚石的生产和研发的半导体公司,,目前,,,我们的核心产品有晶圆级金刚石Ra<1nm,,,金刚石热沉片热导率1000-2000W/m.k、、、GaN on diamond 、、、Diamond on GaN、、、、金刚石基氮化铝。。同时我们的产品已广泛应用于5G基站、、、、激光器、、、、新能源汽车、、、新能源光伏、、、航空航天和国防军工等领域。。。未来,,我们将继续秉承“诚信为本、、、、质量第一、、、、服务至上”的理念,,,为客户提供更多更优质的金刚石产品。。