半导体终结者——超宽禁带半导体金刚石热沉片

超宽禁带半导体金刚石，，，，禁带宽度为 5.5 eV，，是立方晶体，，，，具有高载流子迁移率高电子饱和速度、、高击穿场强和高热导率等特点，，其功率器件的 Johnsons优值为宽禁带半导体SiC的10倍，，
，冠以终结半导体之称
。。
。近年来，，
，对金刚石材料在大尺寸低缺陷和掺杂等关键技术的研究有了新的突破，，
，
，并带动了金刚石功率二极管
、、功率场效应晶体管、、、逻辑电路和射频功率器件的发展
，，，同时将高导热的金刚石材料用作 GaNHEMT散热基板又推动了高输出功率密度GaN 功率电子的发展。。。

金刚石生长方法始于美国通用电气公司 1955年采用高温高压方法(HPHT)通过石墨制备，，，上世纪八十年代提出热丝化学气相沉积方法(CVD)实现了异质衬底上制备金刚石薄膜。
。。这也是目前主流的两种金刚石生长方法。。。。HPHT 法可生长直径为一英寸优质金刚石晶体，
，在< 001 >晶向生长的位错密度小于 50/ cm’；采用 CVD 同质外延的掺氮金刚石单晶薄膜的位错密度低至 400 /m”
。。。。制备大尺寸金刚石的技术主要有同质外延
、
、、、马赛克晶圆制备和异质外延技术。。。在微波等离子化学气相沉积(MPCVD) 生长技术中突破了加氮高速生长
、
、脉冲放电高效率生长和离子注人剥离等关键技术后，
，，，近年来又实现了100umh的高速外延生长
，，，大尺寸、、
、厚而无多晶金刚石边缘的生长和200h无边界连续生长等创新技术
。。采用马赛克的拼接技术制备了2 英寸单晶金刚石晶圆。。。采用异质外延技术可以在异质晶圆衬底上实现大尺寸金刚石薄膜的生长，，，，单晶尺寸已达4英寸。
。。金刚石材料的有效掺杂是制备功率器件的基础，，，P型重掺杂低阻和厚层材料等方面实现了关键技术的突破并趋于成熟，，，采用 B 掺杂剂可以实现大范围的空穴浓度调控，，，
，。。而n型高电导率实现仍然是一个难题。。。

在1997年，，，，AVescan 等人首次报道了可在 1000C下工作的金刚石SBD，，虽然开关比仅为10，
，，，且反向击穿退化为 30 V，
，，但足以体现其高温工作的潜力。。。。目前金刚石二极管已有初步的实验应用，，以SBD 为主
，，pn二极管为辅，，击穿电压已突破10 kV、
、、、导通电阻低至1.85 mQcm高开关速(523 K 下的开关时间 15 ns)和700C下可工作等关键技术。。
。。作为元素半导体的金刚石很有潜力,但当务之急是必须解决n型高效掺杂问题(CMOS 的基础)或者另辟蹊径实现二维电子气。。
。。总之，，金刚石材料的高成本和小尺寸仍是制约金刚石电子学发展的主要障碍，，这也是任何一代半导体材料发展过程中的必经之考验
，，
，
，超宽禁带半导体金刚石电子学仍处于科研的热点阶段，，，实现商业化应用尚需时日。
。

尊龙时凯目前已具备制备热学级、、、、光学级的金刚石
，
，现已有金刚石热沉片、
、晶圆级金刚石、、、金刚石光学窗口片等产品
。。。