金剛石作為一種極具工業(yè)應用價值的材料,廣泛應用于超精密加工、半導體、光學和電子器件等工業(yè)領域。由于金剛石的超高硬度和高化學惰性,通常行業(yè)者難以實現其高效和超低損傷加工。但目前曜世新材料利用高效率、高精度以及低表面損傷機械拋光的技術方法,單晶金剛石(SCD)和多晶金剛石(PCD)的拋光在金剛石拋光領域得到了越來越廣泛的應用。
機械拋光 :
機械拋光是目前得到大量應用的金剛石拋光方法,利用金剛石不同方向上的硬度差異,能夠實現對金剛石不同程度的拋光。拋光時,以金剛石砂輪或者金剛石研磨粉作為磨削介質,在高速旋轉的拋光盤上施加一定壓力實現材料去除,獲得較為光滑的平面。若想進一步提高金剛石的表面質量,可采用化學機械拋光法進行更為精細的研拋,即將金剛石磨料浸在特定的研拋液中,在拋光盤機械剪切力的作用下去除被反應的金剛石層,極大降低了金剛石表面的粗糙程度Ra<0.2 nm,實現超光滑低損傷加工。
金剛石基GaN:
金剛石具有極高的熱導率(2200W/m·k),使用金剛石作為襯底,將能顯著提升半導體器件的散熱能力,減少熱點,大大提高半導體器件的運行速度及穩(wěn)定性,使用壽命也會更長。
金剛石基底GaN是時下最熱門的寬禁帶半導體研究方向之一。使用絕佳散熱性能及絕緣性的金剛石作為GaN功率器件的熱沉襯底,可以有效解決此GaN功率器件的散熱問題,為GaN功率器件往大功率化,小型化發(fā)展發(fā)揮重要作用。
GaN功率器件金剛石襯底的制備方法有:
01低溫鍵合技術
02基于GaN外延層背面生長金剛石膜
其中低溫鍵合技術作為GaN功率器件金剛石襯底的主要制備方法,是目前最具商業(yè)應用潛力的方法之一。此技術對金剛石襯底的表面加工質量有很高的要求,通常要求金剛石的表面粗糙度達到Ra<1nm,甚至更低,對于大面積金剛石片(2英寸以上)的翹曲度也有很高的要求,通常要求翹曲度30μm以內,越低越好。
曜世新材料可以為廣大GaN功率器件金剛石襯底的研究者和生產企業(yè)提供高表面質量的單晶金剛石片和多晶金剛石片。
單晶金剛石片,可以提供Ra<0.5nm的表面加工質量,最大尺寸可達15mm*15mm。
單晶金剛石片的表面粗糙度數據
多晶金剛石片(直徑2~3英寸)則可以達到Ra<1nm,翹曲度小于30μm,最大尺寸可達3英寸。
多晶金剛石片的表面粗糙度
多晶金剛石片的表面翹曲度
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