长期以来,金刚石因其超宽禁带、超高导热率及强击穿场强等卓越物理特性,被业界视为功率电子、高功率射频及量子信息等前沿领域的“终极半导体”。然而,大尺寸、高品质且兼具低成本的金刚石薄膜制备工艺一直是横亘在产业化道路上最大的拦路虎。
5月9日,这一技术壁垒迎来重要突破。据深圳市超晶热导技术有限公司(以下简称“超晶热导”)官方消息,超晶热导已成功研制出16英寸高真空热丝CVD金刚石生长设备,并正式面向科研院所、刀具模具及电极开发等领域开放预定。此举标志着我国在高端金刚石薄膜制备装备领域迈出了从实验室走向规模化应用的关键一步。

据了解,国内高端金刚石生长设备长期高度依赖进口,且现有引进设备在面对大尺寸、高厚度及复杂涂层等尖端需求时,往往存在适配性差的问题。超晶热导此次自研的“长晶炉”,综合指标直接对标国际一线水准,尤其在16英寸毫米级厚膜制备上实现了重大工程突破。
该设备的落地,意味着金刚石刀具、高功率热沉、精密模具及光学窗口等产品的制造成本有望得到显著下降。更深层次的影响在于,它将加速推动金刚石材料在5G射频芯片、新能源汽车逆变器、高压输变电等高价值场景的渗透与普及。
从技术指标来看,这款设备展现了强大的硬核性能。其核心优势在于攻克了大尺寸基片上沉积毫米级厚膜时常见的均匀性差与内部应力难控的痛点,可在16英寸基片上实现稳定沉积。
在工艺类型上,这款设备展现出了极高的灵活性。它不仅能够制备金刚石厚膜,还可用于沉积纳米DLC刀具涂层、拉丝模紧压模模具涂层以及防腐蚀导电电极涂层。“一机多用”的设计思路,有效降低了产线的设备投入与工艺切换成本。
超晶热导表示,这款“长晶炉”配置了不锈钢双层水冷真空腔体,内部尺寸φ750×550mm,具备烘烤照明功能。核心参数显示,其极限真空优于8×10⁻⁴Pa,工作气压覆盖8×10⁻³Pa至10kPa,腔体漏率优于5×10⁻¹⁰ Pa·m³/S,为高纯度、低缺陷晶体的长时间稳定生长提供了洁净的真空环境。
在关键的热场控制上,该设备热丝间距可调,最高温度可达2200℃,控温精度保持在5%以内。基片台最大支持16英寸整片装载,热丝与基片台间距可在10~80mm范围内电动升降调节并支持自由旋转。这意味着操作者可根据基底材质与厚度灵活适配参数,甚至能满足微小内孔、复杂曲面的均匀镀膜需求,这在以往是极具挑战性的工艺难点。
此外,设备搭载了四路工艺气体流量控制系统,支持氢气、甲烷及多种掺杂气体的通入,拓展了新材料研发的想象空间。电控系统集成触摸屏集中操控,配合缺相保护、误操作互锁及一键真空启停功能,在提升自动化水平的同时,也保障了设备安全。


