金剛石晶圓 daimond wafer
日期:2021-02-19 02:27:55
福布斯雜志(哥倫比亞版)于7月7日發(fā)表了一篇西班牙語(yǔ)文章,其中描繪了美國(guó)培育鉆石生產(chǎn)企業(yè)Diamond Foundry及其創(chuàng)始人馬丁·羅斯切森(Martin Roscheisen)的相關(guān)情況。文中有兩張插圖十分醒目:
圖1:羅斯切森手持鉆石毛坯,表示“(大尺寸晶圓)代表了半導(dǎo)體等多個(gè)領(lǐng)域的未來(lái)”。
圖2:羅斯切森在其位于舊金山南部的實(shí)驗(yàn)室里展示了一塊4英寸單晶金剛石晶圓。它切磨自一顆423克拉的培育鉆石毛坯。羅斯切特將其視作“量子計(jì)算時(shí)代的預(yù)演”。
在這張圖的注釋中,福布斯引用了羅斯切森的“承諾”: 未來(lái)兩年內(nèi)將生產(chǎn)8英寸的單晶金剛石晶圓。
與此同時(shí),我們?cè)赩RAI的知乎賬號(hào)上也找到了一篇題為《 鉆石行業(yè)“攪局者”》的文章 (注:VRAI是Diamond Foundry旗下的培育鉆石零售品牌),但文章里 并沒(méi)有提到“8英寸晶圓”的事情。因此,上述的“承諾”究竟是Diamond Foundry及羅斯切森本人的表態(tài),還是福布斯單方面的猜測(cè),我們不得而知。
2021年,日本安達(dá)滿納米奇精密寶石有限公司(Adamant Namiki Precision Jewel Co. Ltd.)也宣布成功開(kāi)發(fā)了超高純度 2 英寸金剛石晶圓的量產(chǎn)方法。
圖 2英寸(55mm直徑)超高純金剛石晶片和4mm×4mm 晶片
這種超高純度金剛石含有不超過(guò) 3 ppb(十億分之一)的氮原子,這是量子計(jì)算機(jī)、量子存儲(chǔ)器和量子傳感設(shè)備等量子應(yīng)用所需的。新開(kāi)發(fā)的金剛石晶片直徑為 2 英寸(約 55 毫米),遠(yuǎn)大于目前可用的 4 mm×4 mm晶片。這項(xiàng)新技術(shù)有望推動(dòng)量子應(yīng)用的發(fā)展。 Adamant Namiki 計(jì)劃在 2023 年將該產(chǎn)品商業(yè)化。
2021 年 9 月 9 日,Adamant Namiki與佐賀大學(xué)合作,使用獨(dú)特的階梯式流程方法成功生產(chǎn)了直徑為 2 英寸的晶圓(商品名:KENZAN Diamond?)。然而,該方法利用氮?dú)鈱?shí)現(xiàn)了適合大規(guī)模生產(chǎn)的高生長(zhǎng)速率,但留下了幾 ppm(百萬(wàn)分之幾)的氮雜質(zhì),影響量子應(yīng)用。從那時(shí)起,Adamant Namiki 改進(jìn)了其生產(chǎn)方法,以實(shí)現(xiàn)其超高純度 2 英寸金剛石的氮含量不超過(guò) 3 ppb,使其適用于量子應(yīng)用。
世界最高の345 MW/cm2の出力電力を出すことに成功しました。
相比之下,含氮不超過(guò) 3 ppb 的市售超高純度金剛石晶片只有 4mm×4mm。雖然這種晶圓尺寸可以用于基礎(chǔ)研究,但對(duì)于實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)太小了。Adamant Namiki 開(kāi)發(fā)了一種新的 2 英寸金剛石晶圓量產(chǎn)技術(shù),幾乎消除了晶體生長(zhǎng)過(guò)程中的氮污染,從而實(shí)現(xiàn)了超高純度。理論上,一塊 2 英寸的金剛石晶片可以提供足夠的量子存儲(chǔ)器來(lái)記錄 10 億張藍(lán)光光盤。這相當(dāng)于一天內(nèi)分布在全球的所有移動(dòng)數(shù)據(jù)。
Adamant Namiki 計(jì)劃開(kāi)發(fā)包括拋光技術(shù)在內(nèi)的外圍技術(shù),為 2023 年的商業(yè)生產(chǎn)做準(zhǔn)備。這將大大加快對(duì)使用大直徑金剛石晶片的量子器件的研究。
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