人造金剛石長晶

需求的背景和应用场景

金刚石作为终极半导体材料，具有卓越的物理和化学性质，其在量子通信、太空飞行器抗辐射芯片、抗辐射探测器等领域的应用潜力巨大，被视为未来科技发展的关键材料。本公司作为半导体Si材料的行业领军者，为了持续引领技术发展，推动行业创新，决定启动下一代半导体材料——人造金刚石长晶的研发工作。此举旨在抢占未来科技高地，特别是在预计2026年将达到1亿美元市场规模的金刚石半导体产业中占据先机，为公司长远发展奠定坚实基础。

要解决的关键技术问题

1. 长晶技术：需研发出稳定可靠的人造金刚石长晶技术，能够生长出3英寸以上的<110>、<100>金刚石单晶。这要求精确控制生长条件，包括温度、压力、气体成分等，以确保单晶的质量和尺寸满足应用需求。
2. 杂质控制：严格控制金刚石中的含N量，要求低于5ppm，同时位错密度需低于1000个/cm²，或达到含N量低于30ppb的量子级标准。这需要对原料纯度、生长环境进行高精度控制，以减少杂质引入和位错生成。
3. 元素分析：确保金刚石中的B、Si元素含量低于SIMS（二次离子质谱）检测极限，这要求采用高灵敏度的检测技术和严格的工艺控制，以避免任何可能影响材料性能的微量元素污染。

效果要求

• 技术突破：成功研发出满足上述技术指标的人造金刚石长晶技术，实现从技术到产品的转化，为公司带来技术领先优势。
• 市场占位：通过提前布局金刚石半导体材料，抢占未来市场先机，特别是在预计2026年将达到1亿美元市场规模的金刚石半导体产业中，占据显著的市场份额。
• 创新价值：展现公司在半导体材料领域的持续创新能力，提升品牌形象，吸引更多科研合作与投资机会，为公司长期发展注入新的活力。
• 质量标准：确保所生产的人造金刚石单晶符合国际先进水平，满足高科技领域对材料性能的高要求，为公司产品线的拓展和升级提供强有力的技术支持。