金刚石在半导体应用中的产业化

金刚石宽禁带半导体材料作为“终极半导体”材料，在高频、高功率半导体器件领域有着巨大应用潜力，目前主要受制于金刚石尺寸太小。

2013年8月日本国家先进工业科技研究所（AIST）和国立材料研究所（NIMS）的科学家们已经成功研制出了耐高压（10Kv）真空电力开关并顺利进行了试验；该技术利用了金刚石半导体材料，目前尚属世界首例，器件体积可缩小到原来的1/10。

2014年5月美国雷神公司使用金刚石替代碳化硅（SiC）作为GaN器件的衬底研制出金刚石基GaN高电子迁移率晶体管（HEMT），证明金刚石基GaN晶体管功率密度比SiC基GaN器件增加3倍，克服了阻碍氮化镓器件一进步发展的主要障碍。

2014年日本产业技术综合研究所宣布研制出250度高温下5A工作SBD，反向截止电压大于10Kv。

2016年下半年俄罗斯研发出第一台以金刚石为存储器的量子计算机。

2020年美国佐治亚理工学院与日本明星大学和早稻田大学联合开发出“表面激活粘合”（surface-activatedbonding）技术，能够在室温环境下将氮化镓（GaN）等宽禁带材料与金刚石等高导热材料集成，提升器件散热能力，这有可能加快推进金刚石在半导体应用中的产业化。

目前，凯发k8国际团队在CVD金刚石工艺上取得了较大进展，CVD晶圆级金刚石生长面表面粗糙度 Ra < 1 nm，金刚石热沉片热导率1000-1200W/m·k，已达世界领先水平。CVD金刚石作为先进的热管理材料，可应用于军工雷达、光模块散热片、激光器散热片、GaN Hemt等各种器件中，未来应用前景十分广阔。

相较于Si材料，GaN更耐高温，拥有更高的功率密度输出；相较于SiC材料，GaN能适用于高频场景，且具备成本优势，因此在LED、激光器、快充、逆变器、射频器等有广泛用途，但散热问题已成为限制GaN发展的瓶颈之一。凯发k8国际基于多晶金刚石衬底外延GaN技术，让GaN on Diamond由理想变为现实，在金刚石衬底高热导率的助力下，大幅提高GaN功率水平、延长器件寿命、提高可靠性、降低制造成本,同时提高GaN器件的冷却效果及其性能。

AlGaN/GaN 2DEG on Diamond示意图

针对热管理方面，凯发k8国际重磅推出晶圆级金刚石、金刚石热沉片、金属化金刚石等系列产品。

01晶圆级金刚石

02金刚石热沉片

03金属化金刚石热沉片

04金刚石基氮化铝薄膜