金刚石是半导体工业的一种很有出路的资料,但将其切开成薄晶圆,确实是一项令人头疼的应战。
在最近的一项研讨中,千叶大学的一个研讨小组开发了一种新的根据激光的技能,可以沿着最佳的晶体平面切开钻石。这一发现将有利于使这样一种资料在电动汽车的高效功率转化、高速通讯技能中更具本钱效益。
此前,虽然金刚石的特性对半导体工业具有吸引力,但由于现在市场上仍缺少高效地将金刚石切开成薄片的技能,金刚石资料的运用受到了约束。在不能高效切片的情况下,晶圆有必要一张一张地组成,这使得其在大多数职业的制作本钱过高。
最近,由千叶大学工程研讨生院Hirofumi Hidai教授领导的日本研讨小组现已找到了处理这一个问题的办法。
在最近宣布在《钻石与相关资料》(Diamonds and Related Materials)杂志上的一项研讨中,他们报告了一种新的根据激光的切片技能,该技能可用于沿最佳晶面清洁地切开钻石,以发生润滑的晶圆。
包括钻石在内的大多数晶体的性质都是沿着不同的晶面(设想的包括组成晶体的原子的外表)改动的。例如,金刚石可以沿着{111}的外表很容易地切开。但是,切片{100}是具有应战性的,由于它也会沿着解理面{111}发生裂纹,这增加了缺口丢失。
为了避免这些不良裂纹的传达,研讨人员开发了一种金刚石加工技能,将短激光脉冲聚集在资料内狭隘的锥形体积上。
Hidai教授解说称:“会集激光照耀将金刚石转化为无定形碳,其密度低于金刚石。因而,被激光脉冲改动的区域的密度会下降,并或许构成裂缝。”
经过将这些激光脉冲照耀到一个方形网格形式的通明钻石样本上,研讨人员在资料内部创建了一个网格,该网格由有或许会呈现裂缝的小区域组成。假如网格中修正区域之间的距离和每个区域运用的激光脉冲数是最优的,则一切修正区域经过优先沿{100}平面传达的小裂纹相互连接。因而,只要将尖利的钨针推到样品的一侧,就可以很容易地将外表为{100}的润滑晶圆与块的其余部分分隔。
整体而言,上述技能是使金刚石成为未来技能中适宜的半导体资料的要害一步。在这方面,Hidai教授说:“金刚石切片可以以低本钱出产高质量的晶圆,关于金刚石半导体器材的制作至关重要。因而,这项研讨使咱们离完成金刚石半导体在社会上的各种运用更近了一步,例如进步电动汽车和火车的功率转化率。”