台风资讯|HFCVD——大尺寸金刚石薄膜沉积


发布时间:

2026-07-22

大尺寸金刚石薄膜是实现规模化工业应用的关键,而HFCVD热丝化学气相沉积技术,正是目前制备大尺寸金刚石薄膜最主流、最高效的工业化方案。

在半导体散热、精密制造、高端激光等领域,金刚石薄膜凭借高热导率、耐磨、耐腐蚀、电化学稳定等优异性能,成为不可或缺的功能材料。其中,大尺寸金刚石薄膜是实现规模化工业应用的关键,而HFCVD热丝化学气相沉积技术,正是目前制备大尺寸金刚石薄膜最主流、最高效的工业化方案。

为什么大尺寸金刚石薄膜是实现规模化工业应用的关键?

天然金刚石产量稀少、尺寸极小、杂质不可控,无法满足工业化批量应用。而人工制备的大尺寸金刚石薄膜,凭借全方位的性能优势,可适配工业化量产需求:

高热导率:热导率远超铜、银等金属材料,是第三代半导体功率器件、射频芯片的核心散热基材,可有效解决高集成、高热流密度设备的积热失效难题。

超强耐磨防护:具备超高硬度,针对耐高温基材或经特殊过渡层设计的零部件,可在精密机械零部件表面沉积防护薄膜,提升工件耐磨性和使用寿命,降低企业生产成本。

优异电化学特性:经掺硼改性后的金刚石薄膜,可制成BDD电极,能够高效处理高盐、高毒、难降解的工业废水,环保无二次污染。

优质光学性能:高透光、抗激光损伤、耐高温形变,可用于高功率激光窗口、红外光学器件等场景。

为什么HFCVD是大尺寸金刚石薄膜沉积的核心技术?

HFCVD(热丝化学气相沉积)是目前工业化量产的主流工艺,其核心是提供稳定、可控的薄膜生长环境,在各类衬底表面沉积/生长高质量金刚石薄膜。该类设备结构稳定、扩容性极强、膜层均匀性好,可轻松实现超大幅面金刚石薄膜整版沉积。

通俗原理如下:

1、将腔体抽至本底真空后,将经过精确控制的气体混合物,通常是碳源气体(如甲烷CH4)和过量氢气(H2)的混合物,以低压引入腔体,搭建纯净的低压反应环境;

2、腔体内部专用热丝通常升温至2000℃以上高温,裂解混合工艺气体;

3、气体裂解产生活性碳原子基团,在硅、钼等衬底表面形成金刚石晶粒;

4、原子氢选择性刻蚀生长过程中产生的石墨杂相,保障薄膜纯度,最终在衬底表面生成均匀、致密的大尺寸金刚石多晶薄膜。

鹏城半导体 HFCVD热丝化学气相沉积设备

依托哈工大(深圳)核心技术团队积淀,鹏城半导体聚焦国产化HFCVD装备迭代升级,针对性解决传统设备薄膜沉积不均、热丝寿命短、量产尺寸受限等行业痛点,为客户提供设备+工艺一站式解决方案。

HFCVD热丝化学气相沉积设备

设备支持大尺寸圆形、矩形基材沉积,可稳定制备2–8英寸金刚石薄膜,并已实现12英寸超大幅面的工艺突破,热丝不塌腰,适配半导体、光学、精密制造、环保等领域的量产尺寸需求。

电子显微镜下的金刚石晶圆片

大尺寸金刚石薄膜的规模化应用,是我国半导体配套产业国产化升级的重要标志,而HFCVD装备,正是打通产业链上游的核心。未来,鹏城半导体将持续深耕HFCVD薄膜沉积装备领域,不断优化大尺寸金刚石薄膜沉积工艺,以国产化硬核装备赋能上下游企业,助力金刚石功能材料产业高质量发展。

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