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2023-08-07 23:29 |
千葉大學(xué)發(fā)現(xiàn)可促進(jìn)金剛石半導(dǎo)體發(fā)展的激光切片技術(shù)
日本研究人員利用激光脈沖將金剛石切成薄片，并將該技術(shù)運(yùn)用于下一代半導(dǎo)體材料。金剛石是一種具有發(fā)展前景的半導(dǎo)體材料，但要將其切成薄片卻極具挑戰(zhàn)。據(jù)外媒報(bào)道，日本千葉大學(xué)（Chiba University）的一個(gè)研究小組開發(fā)出基于激光的新型技術(shù)，可沿最佳晶體學(xué)平面將金剛石切片。 v2{O67j}
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這項(xiàng)研究成果有助于提升該材料的成本效益，可應(yīng)用于電動(dòng)汽車高效電力轉(zhuǎn)換和高速通信技術(shù)。盡管半導(dǎo)體行業(yè)需要金剛石材料的上述特質(zhì)，但由于缺乏薄晶片有效切割技術(shù)，該材料的應(yīng)用受到了限制。因此，晶片必須分塊合成，而這使得大多數(shù)行業(yè)的制造成本過高。 Fjzk;o
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由千葉大學(xué)工程研究生院教授Hirofumi Hidai領(lǐng)導(dǎo)的研究小組找到了解決這一問題的方法。這種基于激光的切片技術(shù)可以沿著最佳晶體學(xué)平面對金剛石進(jìn)行干凈利落的切片，從而生產(chǎn)出光滑的晶片。 b8>9mKs
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為了防止晶格中出現(xiàn)裂紋，研究人員開發(fā)了一種加工技術(shù)，可將短激光脈沖聚焦到材料內(nèi)部一個(gè)狹窄的錐形體上。 @QG1\W'
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Hidai教授表示：“集中激光照射會(huì)將金剛石轉(zhuǎn)化為無定形碳，而無定形碳的密度低于金剛石。因此，被激光脈沖改變的區(qū)域密度會(huì)降低，從而形成裂縫�！� wD O5Zew!
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研究人員通過將激光脈沖以正方形網(wǎng)格模式照射到透明樣品上，在材料內(nèi)部創(chuàng)建了一個(gè)由容易產(chǎn)生裂紋的小區(qū)域組成的網(wǎng)格。如果網(wǎng)格中改性區(qū)域之間的空間和每個(gè)區(qū)域使用的激光脈沖數(shù)達(dá)到最佳狀態(tài)，所有改性區(qū)域都會(huì)沿著平面優(yōu)先傳播的小裂縫相互連接。因此，只需用鋒利的鎢針抵住樣品的一側(cè)，就能輕松地將表面為的光滑晶片與樣品塊的其余部分分離開。 &w0=/G/T=~
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Hidai教授表示：“金剛石切片技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)以低成本生產(chǎn)高質(zhì)量晶片，這一點(diǎn)對于制造金剛石半導(dǎo)體器件非常重要。因此，這項(xiàng)研究可幫助我們更易實(shí)現(xiàn)金剛石半導(dǎo)體的各種應(yīng)用，例如提高電動(dòng)汽車和火車的功率轉(zhuǎn)換率。
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