化學(xué)氣相沉積法（CVD）生產(chǎn)的多晶金剛石晶圓由于面積大、生產(chǎn)條件相對溫和、生產(chǎn)成本相對較低等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于集成電路、散熱器、微機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域。大尺寸多晶金剛石場效應(yīng)晶體管在漏極電流密度和高頻應(yīng)用方面的性能可與單晶金剛石場效應(yīng)晶體管媲美甚至更優(yōu)。要制造出可靠的金剛石器件，必須保證晶片表面光滑并減少表面損傷。然而，CVD生產(chǎn)的多晶金剛石晶圓表面非常粗糙，無法直接應(yīng)用，必須經(jīng)過拋光處理。由于金剛石優(yōu)異的綜合性能，拋光大面積多晶金剛石晶圓一直是亟待解決的世界性難題，這限制了多晶金剛石晶圓的進(jìn)一步應(yīng)用。
       近日，中國科學(xué)院大學(xué)陳廣超教授團(tuán)隊(duì)針對大面積多晶金剛石晶圓拋光領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)。本文綜述了1992年至今報(bào)道的多晶金剛石拋光方法，包括機(jī)械拋光(MP)、化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）、熱化學(xué)拋光（TCP）、動(dòng)態(tài)摩擦拋光（DFP）、激光拋光（LP）、離子束拋光（IBP）、等離子體輔助拋光(PAP)及其他拋光方法?？偨Y(jié)了不同拋光方法的拋光原理、拋光設(shè)備、拋光工藝，厘清了不同拋光方法的材料去除速率、拋光速率，以及不同方法在拋光大尺寸多晶金剛石晶圓時(shí)的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。為了綜合評估每種拋光方法的拋光效率和經(jīng)濟(jì)可行性，構(gòu)建了新型拋光參數(shù)K和CI，發(fā)現(xiàn)IBP和PAP具有較高的K值，非接觸式拋光具有較高的CI值，為實(shí)驗(yàn)人員選擇適當(dāng)?shù)膾伖夥椒ㄌ峁┝吮憷?。還介紹了如何深入理解不同拋光方法以及努力方向，有利于進(jìn)一步發(fā)展拋光方法。       這些結(jié)果對于拋光大面積多晶金剛石晶圓的道路上前進(jìn)具有重要啟示作用。相關(guān)的成果以“The polishing methods for large area CVD diamond wafer”為題，發(fā)表在Functional Diamond 雜志上。

不同拋光方法的K值和CI值

        通訊作者 
       陳廣超，教授，博士生導(dǎo)師，中國科學(xué)院“BR計(jì)劃”學(xué)者，中國電力學(xué)會(huì)等離子體專委會(huì)委員，中國科學(xué)院大學(xué)碳量子材料與器件實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)頭人，長期從事金剛石材料與器件、等離子體工程、新奇同素異構(gòu)碳材料、寬帶隙材料與器件等方面的研究。在射頻噴射等離子體化學(xué)氣相沉積制備金剛石以及不同種類金剛石產(chǎn)品拋光加工等方向取得一系列顯著進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在Carbon、Diamond & Related Materials，APL，Vacuum等期刊上，出版相關(guān)論著及授權(quán)專利數(shù)十余項(xiàng)。
       來源：https://doi.org/10.1080/26941112.2023.2246495