Carbontech2025第九屆國際碳材料大會暨產(chǎn)業(yè)展覽會（12月9-11日 上海），以“材料創(chuàng)新驅(qū)動產(chǎn)業(yè)變革”為主線，構(gòu)建覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的三大主題展館，其中N1半導體碳材料館聚焦金剛石及超硬材料的最新成果與應(yīng)用。
金剛石作為自然界最硬的材料，被譽為“工業(yè)牙齒”，其加工技術(shù)的進步深刻影響著高端制造、半導體、新能源等領(lǐng)域的革新。相較于傳統(tǒng)半導體襯底材料，金剛石憑借其超高的硬度、優(yōu)異的熱導率和穩(wěn)定的化學性能，被視為下一代高功率、高頻器件的理想襯底。
6月24日下午，DT新材料 & 特思迪 聯(lián)合主辦了金剛石加工技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)升級線上直播課，邀請了5位行業(yè)內(nèi)的嘉賓，分別是李柳暗老師，吉林大學高壓與超硬全國重點實驗室副研究員；梁浩老師，北京特思迪半導體設(shè)備有限公司-銷售總監(jiān)；程哲老師，北京大學研究員；朱海峰老師，蘇州德龍激光有限股份公司-銷售總監(jiān)；王躍忠老師，中國科學院寧波材料所研究員。旨在搭建產(chǎn)學研深度對話平臺，聚焦金剛石加工的技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)升級路徑。
以下內(nèi)容根據(jù)直播課嘉賓的解讀與觀眾的提問整理了部分熱點問題。
1、目前國內(nèi)金剛石功率器件有哪些企業(yè)在做？
目前來說金剛石功率器件更多的還是處于原型器件，因為它暫時還沒有明確的應(yīng)用場景或者是它目前還沒有通過可靠性測試，目前還處于研究階段。
2、金剛石剝離為什么不等長厚以后再剝離，而是要考慮氧化硅層？
在金剛石剝離技術(shù)里，傳統(tǒng)方法是把金剛石長到一定厚度（比如20*20）后再用激光切割來剝離。但這種激光切割會形成V字型的溝槽。這里有個問題：切割的尺寸越大，損耗越大。比如切1英寸時，切割深度淺，損耗還比較小。但當尺寸變大到4英寸、8英寸時，用激光切損耗就非常大了。所以，為了解決大尺寸切割損耗大的問題，現(xiàn)在主要發(fā)展兩種新方法：離子注入： 在金剛石里注入離子，形成一個薄薄的損傷層，然后從這個損傷層剝離。隱形激光切割： 這也是當前快速發(fā)展的新技術(shù)。關(guān)于氧化硅掩膜層：目前配合離子注入等方法，有時會用到氧化硅掩膜層這個方案。但是， 如果未來隱形激光切割技術(shù)取得突破并成熟應(yīng)用，那么很可能就不再需要采用氧化硅掩膜層這種方案了。
3、粗磨、精磨和拋光分別用什么拋光墊呢？粗磨和精磨哪個時間更長？
目前金剛石研磨和拋光不需要用拋光墊，會搭配鑄鐵盤和金剛石拋光盤。磨拋時間受來片原因影響，粗磨時間一般來說會更長一些。
4、2英寸的單晶金剛石拋光極限大概能做到多少？
特思迪金剛石1040拋光機Ra目前可以做到1nm左右，同時與材料本身有關(guān)，金剛石存在的缺陷密度也是重要影響因素。
5、TDTR對樣品有什么要求，比如薄膜厚度、最小面積，多層膜是否能測，是否需要蒸鍍金屬？
TDTR需要表面非常光滑，光滑是指RMS大概是20納米以下，最好是15納米以下會測的比較好，最小面積比光斑大就行，幾十微米也可以測。可以測多層薄膜，需要蒸鍍或濺射一層金屬鋁。
6、如何測量金剛石與半導體界面處的熱導率？如何確定測量界面位置？
TDTR測量是通過改變加熱激光的調(diào)制頻率來控制熱穿透深度。 測量不同頻率下表面溫度隨時間衰減的信號，結(jié)合樣品結(jié)構(gòu)（如金剛石膜/半導體基底層）建立熱傳導理論模型。將未知的界面熱導（或熱阻）作為參數(shù)，通過擬合實驗數(shù)據(jù)與模型來求解。當薄膜熱阻和界面熱阻難以區(qū)分時，需結(jié)合高頻和低頻兩種測量評定，相當于建立兩個方程求解薄膜和界面這兩個未知熱阻。TDTR測量的是跨越這個固定界面的熱傳輸性能（熱導或熱阻），而非精確定位其物理位置。通過改變頻率調(diào)整對界面熱阻的敏感度來實現(xiàn)測量。
7、未來金剛石主要應(yīng)用在什么領(lǐng)域？
在電子器件方面，金剛石優(yōu)異的性能長期受限于高昂成本而未能廣泛應(yīng)用，如今隨著成本快速下降，其在下一代半導體器件中的應(yīng)用前景正迅速打開。同時，AI數(shù)據(jù)中心對散熱的需求急劇攀升，熱管理市場將成為金剛石應(yīng)用爆發(fā)的重要方向。
8、目前單晶金剛石激光打孔孔徑能做到多小？徑深比能達到多大？
目前產(chǎn)品級金剛石的打孔技術(shù)能做到50微米—200微米，最小孔能做到40微米左右，徑深比一般是1:15左右。
9、多晶隱切分片，需要拋光和透過率的要求嗎？
激光入射面必須鏡面拋光： 粗糙表面會反射/散射大部分激光，導致能量無法進入內(nèi)部。材料本身需高光學透過率： 晶界和缺陷會吸收/散射激光。低透過率導致激光在到達焦點前能量衰減過多，無法有效形成改質(zhì)層或引起熱損傷。
10、金剛石膜的厚度會影響粗糙度嗎？
會影響，金剛石的生長模式是隨著時間延長表面粗糙度會增大。
……更多的熱點知識請觀看直播回放
12月9-11日，Carbontech2025第九屆國際碳材料大會暨產(chǎn)業(yè)展覽會將在上海新國際博覽中心（N1-N3）舉辦！展覽將圍繞半導體、新能源、高端裝備等戰(zhàn)略新興和未來產(chǎn)業(yè)，預(yù)計吸引50000+專業(yè)觀眾，1000+行業(yè)CEO，2000+終端用戶參與！
N1館半導體用碳材料館，作為2025第九屆國際碳材料大會暨產(chǎn)業(yè)展覽會的重要展區(qū)，將集中展示與半導體制造緊密相關(guān)的金剛石及超硬材料的最新成果與應(yīng)用。展品涵蓋金剛石晶體、微粉、金剛石薄膜、金剛線、立方氮化硼等材料，以及用于半導體切割、鉆孔、拋光、研磨等領(lǐng)域的高性能工具制品。此外，展區(qū)還將展示包括微波CVD設(shè)備、熱絲CVD設(shè)備、高溫高壓壓機、激光切割設(shè)備等在內(nèi)的先進制造與加工設(shè)備，以及超精密磨床、研磨機、拋光機等精密加工裝備。
N1館旨在構(gòu)建一個覆蓋金剛石及超硬材料全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)交流與產(chǎn)品展示平臺，為國內(nèi)外企業(yè)提供展示創(chuàng)新成果、探討技術(shù)趨勢、對接行業(yè)需求的場所。我們誠摯邀請您蒞臨現(xiàn)場，與行業(yè)專家和企業(yè)代表深入交流，共謀合作，推動金剛石及超硬材料技術(shù)在半導體領(lǐng)域的進一步應(yīng)用與發(fā)展！
