實現下一代半導體用單晶鑽石晶圓的世界級突破

單晶鑽石晶圓　由左至右：直徑1吋、2吋、3吋 t ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ t Orbray股份有限公司（總部：日本東京都足立區，代表取締役社長 並木里也子，以下簡稱「Orbray」）與 Element Six（總部：英國倫敦，執行長 Siobhán Duffy）已成功確立直徑3吋單晶鑽石晶體的生產技術。此外，雙方也已啟動針對現有半導體製造產線所需的4吋晶體開發。同時，直徑2吋單晶鑽石晶圓已於Element Six位於美國俄勒岡州格雷沙姆的工廠進入量產準備的最終階段。 t 預期3吋與4吋的大尺寸晶圓將有助於提升鑽石半導體元件的量產效率。在與Element Six的策略合作下，雙方將同步推進大尺寸化、高品質化與低成本化，致力於實現鑽石作為下一代半導體材料的實用化目標。 t ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ t Orbray與Element Six今日宣布，為推動鑽石半導體的實用化，雙方已確立3吋晶體的生產技術，並啟動更進一步大尺寸化的4吋晶體開發。同時，2吋晶圓的量產準備已達最終階段，特此報告。 t ■ 背景 t 在全球半導體競爭日益激烈的背景下，下一代半導體的研發與供應體系建立已成為各國的重要課題。其中，寬能隙半導體晶圓的量產技術是實現實用化的關鍵。特別是單晶鑽石，因其被視為終極半導體材料，正受到全球矚目。 t Orbray於2021年9月發布新聞稿，宣布運用獨家的階梯流成長法，成功開發出直徑2吋的單晶鑽石晶圓（商品名：KENZAN Diamond™）。 t 2024年6月，擁有大尺寸單晶鑽石晶圓製造技術的Orbray，與擁有高品質鑽石晶圓量產技術及設備的Element Six，透過必要智慧財產權的交叉授權，締結策略合作夥伴關係，以提升鑽石製造技術。本次發布內容即為此共同開發的首項里程碑成果。 t ■ 成果① 確立直徑3吋單晶鑽石晶體的生產技術 t 進一步發展階梯流成長技術，成功確立世界最大級別的直徑3吋（76.2 mm）單晶鑽石晶體生產技術。 t 大尺寸化可望增加單片晶圓所能取得的晶片數量，有助於降低鑽石半導體元件的量產成本。 t 目前正積極開發研磨技術，並為產品化做準備。 t ■ 成果② 啟動直徑4吋單晶鑽石晶體的開發 t 已啟動直徑4吋（100 mm）單晶鑽石晶體的開發，此為推動鑽石半導體實用化的關鍵轉折點。 t 一旦實現4吋化，便能適用於現有的半導體製造產線，預期將加速鑽石半導體元件的社會應用進程。 t ■ 成果③ 直徑2吋單晶鑽石晶圓量產準備進入最終階段 t 針對直徑2吋（50.8 mm）單晶鑽石晶圓，已於Element Six位於美國俄勒岡州格雷沙姆的工廠進入量產準備的最終階段。 t 正加速推進產品化，以供應元件製造商與研究機構進行試作與評估，以及熱管理應用等用途。 t ■ 今後發展 t Orbray將持續與Element Six進行共同開發，同步推進單晶鑽石晶圓的大尺寸化、高品質化與低成本化，為鑽石半導體的實用化做出貢獻。 t ■ KENZAN Diamond™ 產品資訊 t https://orbray.com/product/jewel/material/diamond.html t <術語說明> ■ 單晶鑽石晶圓 t 作為半導體元件或量子元件基板使用的鑽石晶圓，其整個結晶區域的原子排列連續無間斷，為單一結晶結構。鑽石在熱導率、絕緣破壞電壓、載子移動率、耐輻射性等方面表現優異，被視為下一代半導體材料的有力候選。 t ■ 寬能隙半導體 t 指能隙比矽更大的半導體材料總稱。因其在高電壓、高溫、高頻特性上表現出色，有助於降低電力損耗與裝置小型化，因而受到下一代半導體材料的關注。代表性材料包括SiC（碳化矽）、GaN（氮化鎵）與鑽石等。 t ■ 階梯流成長法 t 將基板表面相對於結晶方位傾斜數度，使表面產生等間距的原子階梯，鑽石結晶沿著階梯的橫向流動方向成長的機制。此機制可緩解薄膜應力，實現高品質且大尺寸的鑽石晶圓製造。 t 【 Orbray股份有限公司（Orbray，舊名：阿達曼多並木精密寶石股份有限公司）概要 】 t 總部地址：東京都足立區新田3丁目8番22號 t 成立：1953年8月28日 t 資本金：1億日圓 t 員工數：1,350名（國內，2026年1月1日為準）　2,300名（合併，2026年1月1日為準） t 1939年創業，從電錶用軸承寶石起家。以寶石加工技術（切割、研磨、拋光）為核心技術，持續融合尖端技術，製造銷售精密寶石零件、光通訊零件、小型直流馬達、醫療器材等。 t 網址：https://orbray.com/ 【Element Six（元素六）概要 】 t 總部地址：英國 倫敦 t 作為戴比爾斯集團成員，Element Six是人工鑽石先進材料解決方案設計、開發與製造的全球領導者。 t 在美國、英國、愛爾蘭、德國、南非設有主要製造據點，業務遍及全球。七十多年來，Element Six持續運用人工鑽石的卓越特性，在光子學、聲學、電力傳輸、水處理、熱管理、感測器等領域開創全新可能。 t 該公司的先進材料解決方案廣泛應用於汽車與家電產業的製造、石油與天然氣產業的切割與鑽探、礦業、道路、建設、農業等各領域的零件。 t 網址：https://www.e6.com t 【本件相關聯絡窗口】 t ■ Orbray股份有限公司 鑽石事業統括本部 t 電話：03-3919-0101 t 聯絡表單：https://orbray.com/product/jewel/dia-contact.html t ■ Element Six t Element Six 新聞辦公室：Gabriella.Sciarrone@e6.com