一、項目簡介
金剛石單晶集電學、光學、力學和熱學等優異特性于一體，在高溫、高頻、高效大功率電子器件、生物傳感器、日盲紫外和粒子閃爍體探測與成像、光電器 件、航空航天和武器系統等方面極具應用前景，被譽為“終極半導體”。金剛石電子器件相比其他半導體器件具有高效率（約提高 18%）、低損耗（約降低 30%）、體積小和更高的集成度、而且無需冷卻系統。其耗能大約為現有器件的 1/5-1/3。目前日、美、歐、中已紛紛投入巨資、并成立相關組織和產學研機構推進金剛石單晶材料及其電子器件的研發與應用。英寸級單晶金剛石襯底及其關鍵設備的產業化，可以極大地推進我國半導體的革命性變革，實現我國微電子行業的跨越式發展，達到國際先進水平。
二、產品性能優勢
（1）基本原理及關鍵技術內容
? 單晶金剛石半導體襯底外延生長工藝通過研究金剛石 MPCVD 生長動力學過程的異常成核及以（111）配向的粒子為中心的 Hillock 形成機理；
? 優化設計 MPCVD 反應腔體結構，實現微波等離子體的大面積、高密度和均勻化；
? 優化反應腔室的熱場分布及氣流分布；
? 利用單晶金剛石晶體的等效晶面特征，研究外延生長過程中的橫向生長（Lateral over Growth）技術，采用相互垂直晶面的外延生長方式，獲得 10х10mm2 以上面積的金剛石襯底；
? 研究高能離子注入技術在金剛石淺表層下形成非金剛石層的有關規律及方法，獲得表面層可分離的同質金剛石單晶襯底，為金剛石單晶的“克隆”創 造條件；
? 研究不同晶向的襯底接觸部的晶體融合機理及規律，利用拼湊融合方式外延生長并形成更大面積的單晶襯底，滿足 1 英寸大面積單晶金剛石襯底的量產需求。
（2）創新點
? 采用等晶面及鑲嵌拼湊融合的方法形成一套大面積單晶金剛石生長的工藝規范，可生產 1 英寸（25.4х25.4mm）以上單晶金剛石襯底及薄膜產品。
? 獲得采用克隆技術量產大面積單晶金剛石的整體技術。
