产品概述
CVD 金刚石晶圆（晶圆级金刚石）是通过化学气相沉积（CVD）工艺在晶圆尺寸衬底上生长的高质量多晶/单晶金刚石薄膜。该产品兼具金刚石优异的物理化学性能与半导体行业标准的晶圆级尺寸（2/3/4 英寸），是宽禁带半导体功率器件和射频器件的理想衬底材料。
凭借超高热导率、高绝缘耐压和原子级表面平整度，金刚石晶圆在 GaN-on-Diamond、高频大功率器件封装、半导体键合等前沿领域具有不可替代的优势。产品品质稳定，成本可控，支持定制化服务。
产品优势
作为晶圆级金刚石产品，我们以独创超精密加工工艺实现生长面原子级平整度，同时保持高品质和成本可控，满足半导体行业的量产需求。
- 超高热导率 —— 晶圆级金刚石热导率高达 1000–2000 W/(m·K)，为高功率密度器件提供最终散热方案
- 独创超精密加工 —— 生长面表面粗糙度 Ra ＜ 1nm，满足晶圆键合工艺对平整度的极高要求
- 满足晶圆级应用 —— 标准 2/3/4 英寸圆形晶圆及多种方形尺寸，可直接用于半导体生产线键合工艺
- 尺寸可定制 —— 2/3/4 英寸圆形、10×10mm、15×15mm 方形等任意尺寸可定制
- 高品质且成本可控 —— 成熟的规模化生产工艺确保稳定的品质和具有竞争力的价格
技术参数
提供 T.C 1200、T.C 1500、T.C 1800 三种热导率等级的标准产品，特殊要求可根据需求量定制。
| 热学与物理性能 | |
|---|---|
| 体密度 | 3.32 g/cm³ |
| 热传导率等级 | T.C 1200 / T.C 1500 / T.C 1800 W/(m·K) |
| 热扩散系数 | 6.6 / 8.2 / 9.9 cm²/s（对应热导率等级） |
| 热膨胀系数 (RT–700°C) | 3.20 × 10⁻⁶ /K |
| 莫氏硬度 | ＞10 |
| 抗拉强度 | 450–1100 MPa |
| 杨氏模量 | 1000–1100 GPa |
| 电学与光学性能 | |
|---|---|
| 介电常数 (1MHz) | 5.68 |
| 介电损耗 (1MHz) | 6.2 × 10⁻⁸ |
| 体积电阻 (25°C) | 2.95 × 10¹³ Ω·cm |
| 绝缘耐压 | DC 5.5KV / 1.5mA |
| 透光率 | 40%–65% |
| 红外吸收系数 (@1.064μm) | 0.1871–0.3979 cm⁻¹ |
| 表面与几何参数 | |
|---|---|
| 精抛表面粗糙度 (正面) | Ra ＜ 1nm |
| 表面粗糙度 (背面) | Ra ＜ 200nm |
| TTV（Ø25mm） | ＜ 1μm |
| 翘曲度（Ø25mm） | ＜ 1μm |
| 平面度 PV（fringe@633nm） | 1.5 fringe（Ø25mm） |
| 尺寸规格 | |
|---|---|
| 标准直径 | 2 英寸 / 3 英寸 / 4 英寸 |
| 标准方形 | 10×10mm / 15×15mm 等 |
| 厚度 | 特殊要求根据需求量可定制 |
| 形状 | 圆形、方形或来图定制任意形状 |
金刚石半导体特性对比
金刚石是一种性能优异的宽禁带半导体材料，在多项关键指标上远超传统半导体材料。
| 性能指标 | 金刚石 | 传统材料对比 |
|---|---|---|
| 热导率 | 2200 W/(m·K) | 室温下所有材料中最高 |
| 介质击穿电场 | 10⁷ V/cm | GaAs 的 50 倍 / GaN 的 2 倍 / SiC 的 2.5 倍 |
| 功率容量 | — | Si 材料的 2500 倍以上 |
| 介电常数 | 5.7 | 约为 GaAs 的 1/2，比 InP 的一半还小 |
| 饱和载流子速度 | — | GaAs/Si/InP 的 12.7 倍 |
| 电子迁移率 | 4500 cm²/(V·s) | 高于绝大多数半导体材料 |
| 禁带宽度 | 5.47 eV | SiC 的 1.7 倍 / GaN 的 1.6 倍 |
应用场景
GaN-on-Diamond 功率放大器
将 GaN HEMT 键合到金刚石衬底上，散热能力提升 3-5 倍，使 5G 基站 AAU 功放输出功率翻倍、体积缩小。
高频射频器件
高载流子迁移率和饱和载流子速度使金刚石衬底非常适合制作高频电子器件，在雷达和通信系统中具有重要价值。
大功率电子器件
功率容量是 Si 的 2500 倍以上，适合制作超大功率的开关器件和功率模块，适用于新能源逆变器和电力系统。
半导体键合 & 异质集成
晶圆级尺寸和 Ra＜1nm 的超平整表面使其可直接用于半导体晶圆键合和异质集成工艺。
X 射线 & 粒子探测器
宽禁带、高击穿场强和抗辐射性使金刚石晶圆成为高能物理探测器的理想传感材料。
量子技术
高品质金刚石晶圆中的 NV 色心可用于量子计算和量子传感，在量子信息科学前沿具有巨大潜力。
激光器热沉
超高热导率和电绝缘性使其成为高功率半导体激光器的理想热沉和散热衬底。
国防 & 航空航天电子
高温、高频、抗辐射特性使其在军用雷达 T/R 组件、星载电子设备中具有不可替代的地位。
定制与加工能力
我们提供不同热导率等级、尺寸和加工精度的晶圆级金刚石产品，满足从科研到量产的各阶段需求。
| 尺寸定制 | |
|---|---|
| 标准晶圆尺寸 | 2 英寸 / 3 英寸 / 4 英寸 |
| 标准方形尺寸 | 10×10mm / 15×15mm 等 |
| 厚度范围 | 根据需求量可定制 |
| 异形定制 | 支持来图定制任意几何形状 |
| TTV 控制 | ＜ 1μm（Ø25mm） |
| 等级与加工服务 | |
|---|---|
| 热导率等级 | T.C 1200 / 1500 / 1800（三档可选） |
| 表面精抛 | 正面 Ra＜1nm / 背面 Ra＜200nm |
| 平面度 PV | 1.5 fringe（@633nm |
| 翘曲度控制 | ＜ 1μm（Ø25mm） |
| 金属化服务 | 提供定制化金属镀层方案 |