攻克金刚石异质键合核心难题,化合积电晶圆加工工艺取得关键突破
金刚石作为已知材料中热导率最高的物质,是GaN、Si等半导体晶圆键合散热衬底的核心优选材料,能够有效降低界面热阻,突破传统散热技术的性能局限。晶圆表面粗糙度是决定键合良率的核心关键参数,行业核心技术标准为Ra<1nm。依托自主技术攻坚,化合积电可提供专业化、定制化金刚石散热解决方案:单晶金刚石表面粗糙度可稳定控制在Ra≤0.5nm,1-2英寸多晶金刚石可实现Ra<1nm,为高精度晶圆键合工艺提供高可靠性的材料与技术支撑。


化合积电采用激光修整-机械加工-化学机械抛光(CMP)三位一体工艺路线,实现单晶金刚石的高效、低损伤、高精度加工。目前,公司已稳定批量产出表面粗糙度Ra<1 nm的单晶金刚石产品,并可在定制化条件下实现Ra≤0.5 nm;同时,总厚度偏差(TTV)被精准控制在10 μm以内,晶圆翘曲度指标亦得到严格管控,以满足先进晶圆键合的严苛界面要求。

单晶金刚石(10*10*0.5mm)

CMP加工-白光干涉仪检测 表面粗糙度:Ra 0.197 nm

单晶金刚石(16*16*1mm)

CMP加工-白光干涉仪检测 表面粗糙度:Ra 0.271nm

单晶金刚石(16*16*1mm) 翘曲-背面:1.59μm

单晶金刚石(16*16*1mm) 翘曲-正面:2.06μm

单晶金刚石(10*10*0.5mm)TTV:5μm

单晶金刚石(16*16*1mm)TTV:6μm
针对多晶金刚石,化合积电采用独创抛光工艺,1–2英寸产品可稳定实现表面粗糙度Ra<1 nm,最低可达0.5 nm以下;3–4英寸产品可稳定实现Ra<2 nm。此外,2英寸多晶金刚石的翘曲度最优可控制在10 μm以内,能够满足大尺寸晶圆键合对金刚石材料的性能需求,为半导体应用领域提供坚实可靠的材料支撑。

多晶金刚石(2inch)AFM检测 表面粗糙度:Ra 0.440 nm

多晶金刚石(2inch)白光干涉仪检测 表面粗糙度:Ra0.239nm

多晶金刚石(2inch)翘曲Wrap:3.06μm
以材料技术创新为核心驱动力,化合积电聚焦第四代半导体金刚石材料的研发工作,持续攻克高质量、大尺寸金刚石的制备与加工技术难题。未来,化合积电将始终以客户需求为导向,通过工艺优化与产品创新,为半导体产业的技术突破提供更具针对性的材料解决方案,加速推动关键领域的技术进步。
