千叶大学发现可促进金刚石半导体发展的激光切片技术

发布：cyqdesign 2023-08-07 23:29 阅读：930

日本研究人员利用激光脉冲将金刚石切成薄片，并将该技术运用于下一代半导体材料。金刚石是一种具有发展前景的半导体材料，但要将其切成薄片却极具挑战。据外媒报道，日本千叶大学（Chiba University）的一个研究小组开发出基于激光的新型技术，可沿最佳晶体学平面将金刚石切片。

这项研究成果有助于提升该材料的成本效益，可应用于电动汽车高效电力转换和高速通信技术。尽管半导体行业需要金刚石材料的上述特质，但由于缺乏薄晶片有效切割技术，该材料的应用受到了限制。因此，晶片必须分块合成，而这使得大多数行业的制造成本过高。

由千叶大学工程研究生院教授Hirofumi Hidai领导的研究小组找到了解决这一问题的方法。这种基于激光的切片技术可以沿着最佳晶体学平面对金刚石进行干净利落的切片，从而生产出光滑的晶片。

为了防止晶格中出现裂纹，研究人员开发了一种加工技术，可将短激光脉冲聚焦到材料内部一个狭窄的锥形体上。

Hidai教授表示：“集中激光照射会将金刚石转化为无定形碳，而无定形碳的密度低于金刚石。因此，被激光脉冲改变的区域密度会降低，从而形成裂缝。”

研究人员通过将激光脉冲以正方形网格模式照射到透明样品上，在材料内部创建了一个由容易产生裂纹的小区域组成的网格。如果网格中改性区域之间的空间和每个区域使用的激光脉冲数达到最佳状态，所有改性区域都会沿着平面优先传播的小裂缝相互连接。因此，只需用锋利的钨针抵住样品的一侧，就能轻松地将表面为的光滑晶片与样品块的其余部分分离开。

Hidai教授表示：“金刚石切片技术可以实现以低成本生产高质量晶片，这一点对于制造金刚石半导体器件非常重要。因此，这项研究可帮助我们更易实现金刚石半导体的各种应用，例如提高电动汽车和火车的功率转换率。

关键词：金刚石激光切片

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