“终极半导体”金刚石展现新的可能性

前段时间，
，，，华为与哈尔滨工业大学申请的“一种基于硅和金刚石的三维集成芯片的混合键合方法”专利公布，，使得金刚石等超宽禁带半导体材料成为新的行业热点。。。。具体而言，，，这项专利涉及一种基于硅和金刚石的三维集成芯片的混合键合方法。。。该发明实现了以Cu/SiO2混合键合为基础的硅/金刚石三维异质集成。。

当前，，，，金刚石的市场应用大致可分成三个方向，，一是可以用作装饰钻石，，
，
，相关用途人们较为熟悉；二是可以做成金刚石膜，，，，这是一种优质的散热材料；三是经掺杂以后形成半导体材料。。这一应用领域尚处于实验阶段，，，，但其发展前景被业界广泛看好。。。据专家介绍，，金刚石被视为“终极半导体”材料，，，
，具有超宽禁带、、、、高导热系数、、、高硬度的特点
。。
。。但由于硬度最高，
，，，实现半导体级别的高纯净度也最为困难，，实现产业化还有相当的距离。。
。。

业界一般将禁带宽度大于2.3电子伏特(eV)的半导体材料称为宽禁带半导体材料
。。。。碳化硅是目前发展最成熟的宽禁带半导体材料，，，，氮化镓则紧随其后。。。与此同时，
，业界也在积极开发新的宽禁带半导体材料。
。。。金刚石半导体材料的禁带宽度达5.45 eV,热导率是已知半导体材料中最高的，，因而是一种极具优势的半导体材料，，，，可以满足未来大功率、、、、强电场和抗辐射等方面的需求
，，是制作功率半导体器件的理想材料。。在智能电网、、、轨道交通等领域有着广阔的应用前景
。。

相对于硅材料
、
、
、、氮化镓、、碳化硅等，，，，金刚石除了禁带宽度以来，，最大优势在于更高的载流子迁移率(空穴
：3800cm2·V-1·s-1,电子：4500 cm 2·V-1·s-1)、
、更高的击穿电场(>10 MV·cm-1)、、、、更大的热导率(22 W·K-1·cm-1),其本征材料优势是具有自然界最高的热导率以及最高的体材料迁移率
，，优异的电学特性承载了人类将金刚石称为终极半导体的巨大期望。。。。

此外，
，金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质，
，，
，人类很早就已发现，，其主要成分是碳元素
。。而碳作为元素一直是人们研究的重点。
。。。基于晶体结构及其成键方式的变化，，
，
，碳元素形成了或可调谐成不同性质参数的物质或材料。。。如今面临新一轮科技革命和产业变革
，
，，
，人类对半导体材料和物质的需求进一步泛在与放大
。。。。金刚石拥有热导率最高和导电半导体性能调谐表征的特点，
，，，因此，
，，，受到科学界和产业界关注的热度在不断升温。。。

近年来金刚石功率电子学在材料和器件方面均有新的技术突破。。。。尊龙时凯采用MPCVD方法生长高质量金刚石，，辅以独创等离子体抛光的高效精密加工方法，，，，实现晶圆级金刚石生长表面粗糙度Ra<1nm，
，，达到国际领先水平。
。。尊龙时凯致力于推动金刚石在大功率激光器、、
、、5G通讯、
、、新能源汽车、
、
、新能源光伏、
、、
、军工、
、、、航空航天等领域的应用，，，，核心产品有金刚石晶圆、、、、金刚石热沉片、
、金刚石窗口片、、、
、金刚石异质集成复合衬底等。。
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