4英寸级金刚石超薄膜实现无损伤自剥离，助力芯片散热应用

随着电子设备向大功率、高集成度方向快速发展，芯片散热已成为制约性能与可靠性的核心瓶颈。金刚石凭借其极高的导热性和优良的绝缘特性，被视为新一代芯片散热的理想材料，尤其在直接键合与三维封装等先进热管理方案中具有不可替代的作用。传统的金刚石薄膜制备通常以硅为衬底，并通过化学刻蚀去除硅基板获得“自支撑”金刚石薄膜，但该工艺存在耗时长、成本高、环境污染等问题。

近期，中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究团队在金刚石超薄膜制备技术上实现了重要进展。该团队成功开发出一种4英寸级超低翘曲金刚石超薄膜的“自剥离”技术。通过对金刚石形核与生长阶段的精准调控及工艺创新，团队实现了在金刚石薄膜合成后，仅通过简单的切槽处理，无需外力辅助，仅凭薄膜自身重力即可使其与硅基板完整、无损分离。该方法不仅将剥离时间从化学刻蚀所需的数小时缩短至几分钟，大幅提升了生产效率，还避免了刻蚀工艺带来的环境负担，为高质量金刚石超薄膜的绿色、低成本制造开辟了新路径。

值得关注的是，该项技术的成功实施离不开先进沉积装备的支持。据悉，研究团队采用915MHz MPCVD（微波等离子体化学气相沉积）设备，将金刚石沉积面积成功扩展至12英寸级别，并实现了单机一次同步生长5片低应力、超低翘曲的4英寸金刚石薄膜。该设备提供的高功率、高均匀性等离子体环境，为金刚石的大面积、高质量、低应力生长提供了关键工艺基础，从而确保了后续“自剥离”工艺的可行性与稳定性。

和瑞MPCVD设备

这一技术突破，结合915MHz MPCVD设备所提供的大规模沉积能力，标志着“自支撑”金刚石超薄膜的制备正式从实验室走向工业化批量生产。未来，该技术有望广泛应用于5G通信、高性能计算、新能源汽车等领域的大功率芯片散热，推动半导体器件朝着更高功率密度、更可靠、更环保的方向持续发展。