如何培育金刚石以满足半导体产业的需求

金刚石在半导体产业中的应用

　　随着半导体技术的不断发展，人们对高性能材料的需求也越来越迫切。金刚石作为绝佳的宽禁带半导体材料的同时还集力学、热学、声学、光学、电学等优异性能于一身，这使其在高新科技尖端领域中，特别是电子技术中得到广泛关注，被公认为是具前景的新型半导体材料，基于这些优势，宽禁带半导体尤其是金刚石在高频高压条件下具有广泛且不可替代的应用优势和前景。

　　以下是金刚石在半导体产业中的常见应用：

　　1. 高功率电力电子器件

　　金刚石半导体材料的禁带宽度达5.47 eV，热导率是已知半导体材料中最高的，因而可以满足未来大功率、强电场和抗辐射等方面的需求，是制作功率半导体器件的理想材料。

　　2. 深紫外探测器、高能粒子探测器

　　在深紫外光电子领域，由于金刚石的大禁带宽度、高温工作、耐辐照特性，在应用于极端条件下的深紫外探测器、高能粒子探测器等方面有着先天性的优势。也是基于上述的原因，而且在工艺上可以避开尚未解决的金刚石掺杂问题，所以金刚石探测器是目前比较成熟的、已经实现产品化的唯一半导体金刚石器件有关的产品种类。

　　3. 衬底材料

　　金刚石还可以作为GaN功率器件的衬底，以帮助其散热，实现更高频率和更高功率。从2008年开始，欧盟投入资金推动化学气相沉积方法(CVD)在GaN器件背面生长金刚石。随后美国国防部高级研究计划局、海军研究办公室等投入大量资金，联合大学(英国布里斯托大学、美国佐治亚理工、斯坦福等)、半导体公司(元素六、雷神、Qorvo、Lockheed Martin、Northrop Grumman等)大力推动金刚石基GaN器件的发展。但由于价格高昂，使得金刚石衬底的氮化镓器件的应用被限制在国防和航天等领域。