4英寸金刚石“自支撑”超薄膜快速制备成功实现

金刚石具有的优异的导热和绝缘等性能，成为新一代大功率芯片和器件散热的关键材料。将芯片直接与金刚石键合来降低结温，被视为高性能芯片及3D封装的理想热管理方案。通常，金刚石薄膜合成是以Si作为基板材料，合成后通过化学刻蚀去除Si基板进而得到金刚石“自支撑”薄膜。此前，中国科学院宁波材料技术与工程研究所研发团队，制备出超低翘曲的4英寸金刚石“自支撑”超薄膜。

近期，该团队在金刚石超薄膜高效剥离技术上再次取得进展，发展出4英寸级超低翘曲金刚石超薄膜的“自剥离”技术。通过对金刚石薄膜初期形核、生长的精准调控与工艺创新，合成后的4英寸金刚石膜（厚度<100μm），经切槽后，在无需任何外力辅助条件下，仅凭金刚石薄膜自身重力，便可实现其与Si基板无损伤、完美分离，制备出平坦的“自支撑”超薄膜。该技术使剥离时间由原来刻蚀需要的数小时缩短到几分钟，降低了成本、提高了速度，克服了化学刻蚀的带来环境危害，开辟了高导热、金刚石“自支撑”超薄膜的高效绿色制造的新途径。

同时，团队将915MHz大功率MPCVD的金刚石沉积面积扩展到12英寸，实现了低应力、超低翘曲4英寸金刚石薄膜的单机5片同时合成。结合上述高效“自剥离”技术，为“自支撑”金刚石薄膜的工业化批量生产奠定了装备与工艺基础。