MPCVD 工艺验证｜碳方程完成多衬底多晶金刚石沉积实验，夯实宽禁带散热材料路线

在第三代、第四代半导体高速发展的当下，功率器件、射频芯片的热管理瓶颈，成为制约器件功率密度与可靠性提升的核心卡点。多晶金刚石凭借超高热导率，成为芯片散热的核心材料。

近日，碳方程半导体设备制造（山西）有限公司工艺实验室依托自主研发的15KW MPCVD设备、75KW MPCVD设备，开展多衬底、大厚度多晶金刚石沉积实验，在氮化铝、碳化硅、氮化硅三类主流陶瓷半导体衬底上完成沉积验证，为晶圆级金刚石散热膜的工艺迭代与产业化落地积累关键实验数据。

第一组实验使用 2450MHz、15KW MPCVD 设备，开展 4 英寸多晶金刚石生长试验，分别在氮化铝、碳化硅、氮化硅衬底表面沉积厚度 0.58mm 的多晶金刚石膜，最终膜层厚度均匀性达到 20%。

这一结果意味着，在4英寸小尺寸衬底的制备场景中，团队已经摸清了不同基底与金刚石层之间的适配生长参数，能够在三类常见的半导体衬底上实现稳定成膜，避免了异质沉积过程中易出现的脱落、晶型不均等问题。

第二组实验使用 915MHz、75KW 大功率 MPCVD 设备，对 6 英寸大尺寸晶圆场景开展沉积测试，同样覆盖氮化铝、碳化硅、氮化硅三种衬底，沉积厚度 0.7mm 的多晶金刚石膜，厚度均匀性可达 15%。

相比2450MHz设备的实验结果，915MHz的大功率设备在大尺寸腔体内实现了更均匀的等离子体分布，不仅支撑了更厚的金刚石膜层生长，还在6英寸更大的晶圆尺寸上获得了更优的厚度一致性，印证低频大功率方案在大尺寸金刚石厚膜制备上的天然优势。

本次实验选择了氮化铝、碳化硅、氮化硅这三类最常用的半导体陶瓷与宽禁带材料作为沉积基底，没有局限在单一基底的工艺优化上。这意味着碳方程半导体的金刚石沉积工艺，后续可以直接对接不同技术路线的器件厂商需求，无需针对不同基底做大规模的工艺重构，大幅缩短了下游客户的适配周期。

面向超宽禁带半导体产业自主化发展需求，碳方程持续深耕第三、四代半导体材料专用设备的研发与制造，作为一家集研发、设计、生产、销售、服务与一体的高新技术企业，不仅能够为客户提供业界领先的生长设备及长晶生产工艺，还能依据开了户产业化需求，量身定制整套技术方案，实现从设备供应到工艺指导直至项目落地的“交钥匙工程” 。