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河南万磨金刚石有限公司(万磨金刚石)是专注于高端超硬材料的综合性科技型企业。公司主营专业化定制类金属结合剂金刚石及各种金刚石微粉，广泛应用于锯切、磨削、研磨、抛光、精密研磨和超精密抛光等众多领域。
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河南万磨金刚石有限公司(万磨金刚石)是专注于高端超硬材料的综合性科技型企业。公司主营专业化定制类金属结合剂金刚石及各种金刚石微粉，广泛应用于锯切、磨削、研磨、抛光、精密研磨和超精密抛光等众多领域。
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河南万磨金刚石有限公司(万磨金刚石)是专注于高端超硬材料的综合性科技型企业。公司主营专业化定制类金属结合剂金刚石及各种金刚石微粉，广泛应用于锯切、磨削、研磨、抛光、精密研磨和超精密抛光等众多领域。
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终极半导体材料——金刚石的研究综述
发布时间：
2023-05-31
金刚石的优异物理化学性质使其广泛应用于许多领域。金刚石为间接带隙半导体材料，禁带宽度约为5.2eV，热导率高达 22W/(cmK)，室温电子和空穴迁移率高达 4500cm2/(V.s) 和 3380cm2/(V.s)，远远高于第三代半导体材料 GaN 和 SiC，因此金刚石在高温工作的大功率的电力电子器件，高频大功率微波器件方面具有广泛的应用前景，另外由于金刚石具有很大的激子束缚能(80meV)，使其在室温下可实现高强度的自由激子发射( 发光波长约为 235nm)，在制备大功率深紫外发光二极管方面具有较大的潜力，其在极紫外深紫外和高能粒子探测器的研制中也发挥重要作用。尽管目前半导体金刚石材料的生长和器件研制还存在诸多困难，但可以预测半导体金刚石材料及器件的应用极有可能在不久的将来带来科学技术的重大变革。
单晶金刚石的制备方法主要有高温高压(HPHT)法和化学气相沉积(CVD)法。高温高压法采用金属触媒制备的单晶金刚石中会不可避免地掺入较多的金属杂质，难以满足半导体器件对材料的要求。CVD 法主要有热丝 CVD 法，直流喷射 CVD 法，直流放电 CVD 法，射频 CVD 法以及微波等离子体 CVD(MPCVD) 法，其中MPCVD 法具有许多优点，是目前公认的制备高质量单晶金刚石的最佳方法。MPCVD 反应室无内部电极，从而杜绝了电极污染的问题，并且微波功率可连续平稳的调节，微波能量转化率高，等离子体密度高，反应腔室内条件稳定，这些特点使 MPCVD 在制备高质量半导体金刚石方面独具优势。半导体器件对于材料的质量有很高的要求，缺陷的引入会给半导体材料的电学和光学性能造成严重的影响，因此，高质量的金刚石材料是保证其半导体应用的关键。另外对于单晶金刚石衬底材料的生长，还要有高的生长速率以及大的晶体尺寸。要实现金刚石的半导体功能需要对其进行有效的掺杂，使其具备良好的 n 型或 p 型导电性质。然而，目前 MPCVD 制备单晶金刚石在生长边率，材料尺寸，晶体尺寸以及半导体掺杂方面还难以达到高性能半导体器件的要求。
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