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Element Six正在领导一个美国项目,利用单晶(SC)金刚石基板开发超宽带高功率半导体。
E6 是钻石公司戴比尔斯的子公司,总部位于英国伦敦,是 CVD 多晶金刚石和高品质单晶金刚石合成方面的专家,将开发 4 英寸设备级金刚石基材。
尺寸超过 4 英寸的 E6 多晶金刚石晶片已经用于电信基础设施和国防应用,可用作 EUV 光刻中的光学窗口以及高功率密度 Si 和氮化镓 半导体器件的热管理应用。
美国国防高级研究计划局 的 UWBGS(超宽带隙半导体)项目旨在开发下一代基板、器件层和结。
对于该项目,Element Six与法国的 Hiqute Diamond 合作,利用其位错工程专业知识,与日本的 Orbray 和雷神公司合作,利用其射频氮化镓专业知识,并与美国的斯坦福大学和普林斯顿大学合作,利用其块体材料和表面处理特性专业知识。
Orbray 和 Element Six 已对生产晶圆级高品质 SC 金刚石所需的知识产权和设备进行了交叉授权,从而抢占了预期的工业机遇,扩大了其在金刚石技术方面的核心竞争力。
Element Six 的SC 金刚石基板已用于 CERN 大型强子对撞机的监测系统,帮助发现了希格斯玻色子粒子。E6 与高功率半导体领导者 ABB 合作,实现了首款高压块状金刚石肖特基二极管。E6 最近在俄勒冈州波特兰市完成了先进 CVD 设施的建设和调试,该设施由可再生能源提供动力。
SC 金刚石基板是实现先进电子产品的关键,包括高功率射频开关、雷达和通信放大器、高压电源开关、极端环境下的高温电子产品以及深紫外 LED 和激光器,支撑着价值数十亿美元的系统市场。
Element Six 首席技术专家 Daniel Twitchen 教授表示:“我们很荣幸能与其他 DARPA UWBGS 项目合作伙伴携手合作。自 20 世纪 50 年代首次实现规模合成以来,工业金刚石已颠覆了多个市场,我相信 UWBGS 的技术突破将有助于开启半导体行业未来 70 年的机遇。”
美国Diamond Foundry制造世界上最大的金刚石基板
100 毫米单晶圆重 110 克拉,从技术上讲是世界上最大的钻石,可用于提高 AI 计算和无线通信的热性能以及用于小型电力电子设备。它已用于开发电动汽车牵引逆变器,比当前版本小六倍。
该公司采用一种称为异质外延的工艺来放置碳原子,并在可扩展的基板上制造单晶金刚石。此前曾生产过金刚石晶片,但基于压缩金刚石粉末,缺乏单晶金刚石的特性。
下一个目标是降低金刚石晶片的缺陷密度,以实现华盛顿州金刚石和晶片生产设施的品质因数比硅高 17,200 倍、比碳化硅高 60 倍。
该公司成立于 2012 年,业务涉及珠宝和奢侈品市场以及半导体领域。
格勒诺布尔的 Diamfab 还合成并掺杂在其他基板上生长的金刚石外延层,旨在用金刚石制造出更优质的功率器件,而 Akhan Semiconductor 也开发了用于 CMOS 器件的金刚石基板。英国金刚石初创公司 Evince 因未能筹集到额外资金而于今年早些时候倒闭。
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