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。
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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。
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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。
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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。
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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
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。
来源：鹏城半导体
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