日本公司成功开发超高纯2英寸金刚石晶圆的量产技术

近日，日本安达满纳米奇精密宝石有限公司（Adamant Namiki Precision Jewel Co. Ltd.）宣布成功开发了超高纯度 2 英寸金刚石晶圆的量产方法。

图 2英寸（55mm直径）超高纯金刚石晶片和4mm×4mm 晶片

这种超高纯度金刚石含有不超过 3 ppb（十亿分之一）的氮原子，这是量子计算机、量子存储器和量子传感设备等量子应用所需的。新开发的金刚石晶片直径为 2 英寸（约 55 毫米），远大于目前可用的 4 mm×4 mm晶片。这项新技术有望推动量子应用的发展。 Adamant Namiki 计划在 2023 年将该产品商业化。

2021 年 9 月 9 日，Adamant Namiki与佐贺大学合作，使用独特的阶梯式流程方法成功生产了直径为 2 英寸的晶圆（商品名：KENZAN Diamond™）。然而，该方法利用氮气实现了适合大规模生产的高生长速率，但留下了几 ppm（百万分之几）的氮杂质，影响量子应用。从那时起，Adamant Namiki 改进了其生产方法，以实现其超高纯度 2 英寸金刚石的氮含量不超过 3 ppb，使其适用于量子应用。

相比之下，含氮不超过 3 ppb 的市售超高纯度金刚石晶片只有 4mm×4mm。虽然这种晶圆尺寸可以用于基础研究，但对于实际应用来说太小了。Adamant Namiki 开发了一种新的 2 英寸金刚石晶圆量产技术，几乎消除了晶体生长过程中的氮污染，从而实现了超高纯度。理论上，一块 2 英寸的金刚石晶片可以提供足够的量子存储器来记录 10 亿张蓝光光盘。这相当于一天内分布在全球的所有移动数据。

Adamant Namiki 计划开发包括抛光技术在内的外围技术，为 2023 年的商业生产做准备。这将大大加快对使用大直径金刚石晶片的量子器件的研究。