CVD钻石(化学气相沉积)生长法原理

爆轰法还有一个缺点,高能炸药里面富含的氮元素掺杂进金刚石,使金刚石的色泽偏黄,使得在首饰市场里都不讨喜。

实验室培育钻石

当然钻头和精密加工刀具不在乎刃或尖端的金刚石到底是白的还是黄的,但是用于芯片的话,氮元素超标也是不行的。同样的,压力机的生产也会在钻石里带进比较多的氮,并且生产出来的尺寸不利于得到大尺寸盘片,所以这对于半导体加工也是不利的。

现在的钻石半导体科技树转向CVD生长法。基本的概念就是在使用压力机生产的钻石基片上直接沉积碳原子,“长出”一片钻石来。

CVD的原料气是甲烷或者乙炔气体,分解后碳原子沉积到基底上,得到金刚石材料非常纯净,可以得到完全透明,几乎不含杂质的纯净金刚石,这就能够满足半导体工业生产所需的高纯净钻石材料了,至于首饰,那更不在话下。

培育钻石首饰

对半导体生产友好的另一件事是,CVD生产的金刚石是从薄膜到薄片到厚片再到块体的。可以根据生产的需要进行定制设计,那就摆脱了天然金刚石原石不规则颗粒的麻烦。

至于生产出来的大小……目前,国际上不止一家实现了英寸级以上的金刚石圆片的生产。参照一下男士手表表盘和前面抠出来的CPU大小,1英寸圆片的大小已经够格用来切芯片了。

这时候,就算生产出来的钻石薄片还不能直接用于半导体生产,其实也可以用于半导体工业了——做芯片衬底材料。

还记得那张表上的热导率数据吗?钻石的热导率比硅材料强十多倍,是已知最好的散热材料,甚至远好于你舍不得多用的高级散热硅脂里的银。这样好的导热材料做芯片衬底,那简直是超频玩家的巨大福音,不管是用含银硅脂、热管水冷、液氮还是冒险上液态金属,不都是想让芯片内部的热尽快散出去嘛。芯片本身的散热能力大大增强,特别是抗局部过热能力的增强,可以大幅增加芯片的容许的功率上限,不管是用于计算的CPU/GPU,还是用于AESE的T/R模组,都无疑是非常好的消息。

培育钻石婚戒