2025年3月3日，日本Orbray公司成功開(kāi)發(fā)出全球最大的自支撐單晶（111）金剛石基板生產(chǎn)技術(shù)，尺寸達(dá)到20mm × 20mm。這一成果標(biāo)志著金剛石基量子器件和功率器件發(fā)展的重要一步。公司計(jì)劃在2026年實(shí)現(xiàn)大型（111）金剛石基板的商業(yè)化，并正在積極開(kāi)發(fā)n型自支撐金剛石基板，這是推動(dòng)金剛石半導(dǎo)體器件主流化的關(guān)鍵組件。
金剛石半導(dǎo)體因其卓越的性能而被廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。近年來(lái)，為滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的行業(yè)需求，金剛石基板的尺寸擴(kuò)大和質(zhì)量提升取得了顯著進(jìn)展。高質(zhì)量的（111）金剛石基板在含氮空位（NV）中心的金剛石量子器件開(kāi)發(fā)中引起了特別關(guān)注。此外，（111）金剛石基板不僅被認(rèn)為是量子應(yīng)用的關(guān)鍵，還被視為實(shí)現(xiàn)高性能n型2金剛石基器件（包括金剛石功率器件）的必備材料。然而，制造大型（111）金剛石基板難度極高，成功案例有限。迄今為止，市場(chǎng)上僅能獲得約3mm見(jiàn)方的小尺寸（111）金剛石晶體，且這些晶體容易產(chǎn)生孿晶缺陷，這對(duì)大尺寸單晶金剛石基板的生產(chǎn)構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)。
2021年9月，Orbray公司宣布利用其專(zhuān)有的Step-Flow生長(zhǎng)法成功開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量的2英寸（100）自支撐金剛石基板（產(chǎn)品名稱(chēng)：KENZAN Diamond?）?；谶@一金剛石晶體生長(zhǎng)技術(shù)，并結(jié)合特別設(shè)計(jì)的藍(lán)寶石基板，公司持續(xù)推進(jìn)（111）單晶金剛石自支撐基板的開(kāi)發(fā)。這一努力最終成功合成了無(wú)孿晶缺陷的20mm見(jiàn)方（111）單晶金剛石自支撐基板。rbray計(jì)劃在2026年實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的商業(yè)化。這一進(jìn)展有望推動(dòng)金剛石半導(dǎo)體器件的開(kāi)發(fā)進(jìn)程。
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