金刚石在线讯  随着半导体电子器件的集成化与小型化发展，金刚石因优异的热导性、电导性成为制备半导体衬底的理想材料。金刚石衬底是用于支撑其他半导体材料薄膜生长的基底，主要作用是提供机械支撑并确保在高功率、高频率应用中有效散热。

金刚石衬底的表面光滑度和平整度对器件性能至关重要。具体而言，表面粗糙度通常需要控制在1纳米以下，有时甚至要求达到0.2纳米的超光滑标准，以避免表面缺陷引起的电场增强，从而保证器件的高可靠性。此外，衬底的平整度（TTV，即总厚度变化）通常要求在2微米以内，以确保在高精度光刻和后续加工过程中能够维持一致性。

为了满足半导体行业对电子器件高精度和高可靠性能的要求，需对金刚石表面进行抛光处理。目前已经开发了多种抛光技术，以期实现金刚石表面光滑、平整、低损伤的要求。常用的方法有机械抛光、热化学抛光、化学机械抛光、离子束抛光、激光抛光等。

其中，离子束抛光（IBP）作为一种非接触式抛光技术，基本原理是利用加速的惰性气体离子轰击材料表面，适用于各种硬、脆性材料的抛光。IBP可用于快速消除金刚石表面的一些沟槽，抛光后的表面粗糙度可达RMS0.19nm。聚焦离子束抛光（FIBP）目前已广泛应用于金刚石薄膜的抛光，但由于离子束尺寸小，材料去除率较低，提高离子动能虽然可以提高抛光效率，但也会造成严重的表面损伤。近年来，一些研究人员提出，通过改变离子束的入射角和使用适当的化学试剂来减少IBP的损伤。然而，复杂的离子束发生器和昂贵的设备是制约IBP技术发展的主要技术瓶颈。

离子束抛光示意图

2025年11月5日，中国粉体网将在河南•郑州举办“2025半导体行业用金刚石材料技术大会”。届时，我们将邀请到国防科技大学副研究员田野出席本次大会并作题为《金刚石衬底TTV 0.1μm超精密制造技术进展与应用》的报告。报告将聚焦金刚石等超硬衬底的原子级表面平坦化制造，围绕新型离子束流平坦化工艺，分享技术进展与成果。

个人简介

田野，国防科技大学博士，中科院上海光机所博士后，现任国防科技大学副研究员。承担国家自然科学基金、重点研发计划课题、国家重大专项等多项国家重点项目。长期从事离子束原子级超精密制造技术研究与应用推广。成果发表在《Tribology International》等期刊，授权国家发明专利10项，美国发明专利1项。获省级科技进步一等奖1项，北京市科学技术一等奖1项。

参考来源：

刘帅伟等：金刚石半导体衬底研磨抛光技术研究现状及展望

李卓等：金刚石的能量束直接抛光和辅助抛光技术进展与挑战

袁菘等：金刚石高效超低损伤加工机理与工艺研究现状

（金刚石在线编辑整理/石语）

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