12月5-7日，由DT新材料主办的第八届国际碳材料大会暨产业展览会（Carbontech 2024）将在上海新国际博览中心隆重举办。同期针对半导体与加工主题特设4大论坛，宽禁带半导体及创新应用论坛、超硬材料与超精密加工论坛、金刚石前沿应用与产业发展论坛、培育钻石论坛，已邀请国内外知名专家和企业莅临交流，欢迎报名。
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金刚石加工困难，而激光加工技术为其提供了解决方案，将激光加工技术应用于金刚石加工，可实现金刚石的高效、高精度加工。上期我们了解了金刚石的激光加工原理，今天一起来看看不同激光束类型作用于金刚石表面达到的加工效果存在哪些巨大差异。
微秒激光：脉宽较宽，适用于粗加工
特点与应用：微秒激光脉宽较宽，通常适用于粗加工。例如，笔者课题组使用波长为 1064nm 的 Nd:YAG 型微秒精密激光切割机完成了金刚石热沉结构的加工。
加工效果与影响：其加工时伴随强烈热损伤，长脉宽的微秒激光峰值功率在几千瓦且脉冲持续时间长，导致存在较深的热影响区。如在加工金刚石时，热影响区可达 6.8μm。
脉宽450μs激光得到PCD复合材料的FIB截面图 图源：论文
纳秒激光：占据较大市场份额，加工有热破坏性
优势与市场情况：纳秒激光具有稳定性好、成本低、加工时间短等优点，在企业生产中广泛应用，目前占据了较大的市场份额。
热影响与相关研究：但纳秒激光烧蚀过程对样品具有热破坏性，宏观上表现为加工产生较大的热影响区。
南京航空航天大学建立了三维移动纳秒脉冲高斯激光烧蚀单晶金刚石的有限元模拟模型，得到不同扫描时间下单晶金刚石内的热传导及温度分布；
不同扫描时间单晶金刚石内的热传导和温度分布，箭头表示导热热流方向 图源：论文
日本庆应义塾大学将纳秒激光加工金刚石产生的缺陷分成四类，包括开裂、波纹、变形槽道以及碎屑沉积，并解释了各种缺陷的产生原因。
皮秒激光：脉冲持续时间减小，热影响区损伤降低
加工特性与优势：皮秒激光加工既不同于纳秒激光的热平衡烧蚀，也不完全等于飞秒激光的冷加工，脉冲持续时间的显著减小极大程度地降低了热影响区带来的损伤。
温邱玲等人使用红外皮秒激光加工 CVD 单晶金刚石微槽，仅在微槽边缘存在不规则微小崩边和微裂纹；
Nozomi Takayama 等利用皮秒脉冲激光加工具有特殊结构的单晶金刚石刀具，可快速加工出无任何边缘开裂的刀具。
作用机制与现象：与纳秒激光类似，皮秒激光与金刚石相互作用时也是通过表面石墨化进行，并且随着皮秒激光能量密度的增加，石墨峰出现明显的红移。
Sergei M. Pimenov 等利用皮秒激光作用于金刚石内部，观察到金刚石内部产生石墨化现象，并基于此制备了石墨化的微结构阵列，还研究了晶体取向对皮秒激光烧蚀过程的影响，同时发现了 3H 色心、NV 色心的产生，且 NV 色心的荧光由于激光体修饰过程有增强的现象。
不同激光能量下皮秒激光烧蚀金刚石微槽中心位置处的拉曼光谱 图源：论文
飞秒激光：加工精度高，但效率较低
高精度加工特点：飞秒激光加工精度高，能在极短的脉冲持续时间内，最大程度地避免热影响区形成，以最小的热损伤精准加工金刚石表面结构，更适合于金刚石特殊形状的精细加工。例如，飞秒脉冲激光能在较低的平均功率下产生极高的功率密度，使金刚石晶格中的C-C共价键发生解离。
效率与成本问题：但其加工效率较低，且飞秒激光器自身昂贵的造价及维护成本限制了加工方法的推广，目前关于飞秒激光加工金刚石的研究大多停留在实验室阶段。与纳秒激光相比，飞秒激光加工的表面质量更高，但总体的材料去除速率较低。如韩源等计算得出飞秒激光烧蚀速率比微秒激光烧蚀速率低两个数量级。
最后
不同类型的激光在金刚石加工中各有优劣，研究人员正不断探索，力求让激光技术在金刚石加工领域发挥更大作用，推动相关行业发展。你对哪种激光的加工效果最感兴趣呢？欢迎文末扫码报名参加第八届国际碳材料大会，届时让我们一起探讨！
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宽禁带半导体及创新应用论坛
12月5日 周四 全天
10:25-11:00
议题待定
王英民，中国电子科技集团公司第四十六研究所首席专家
11:00-11:25
第三代半导体表面处理技术及装备
王德君，大连理工大学教授
11:25-11:45
基于氮化镓半导体的微波无线供电技术
敖金平，江南大学教授
11:45-12:05
以碳化硅为代表的第三代半导体产业演进及未来趋势
梁赫，重庆鬃晶科技有限公司总经理
13:30-13:55
Si基GaN器件及系统研究与产业前景
于洪宇，南方科技大学深港微电子学院院长
13:55-14:20
报告方向：金刚石半导体器件产业化进展
王宏兴，西安交通大学教授
14:20-14:40
磨抛工艺在超宽禁带半导体材料衬底制备中的应用
王彬，合美半导体（北京）有限公司总经理
15:10-15:35
报告方向：晶圆键合
王晨曦，哈尔滨工业大学教授
15:35-16:00
金刚石薄膜的制备与电学性能研究
胡晓君，浙江工业大学教授
16:00-16:20
报告方向：半导体先进键合集成技术与应用
母凤文，北京青禾晶元半导体科技有限责任公司、天津中科晶禾电子科技有限责任公司董事长兼总经理
16:20-16:40
山东大学团队（邀请确认中）
半导体及加工产业现状与趋势
12月5日 周四 上午
09:40-10:10
SiC产业发展分析与技术的新进展
赵正平，中国电子科技集团有限公司原副总经理
10:10-10:40
报告方向：超精密抛光技术研究进展
袁巨龙，浙江工业大学超精密加工技术研究中心主任
11:10-11:40
报告方向：芯片级金刚石晶圆
江南，中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员
11:40-12:10
报告方向：大功率芯片散热的解决方案
郭跃进，深圳大学异质异构国家重点实验室研究员、原Intel公司首席专家
金刚石前沿应用及产业发展论坛
金刚石生长与前沿应用专题
12月5日 周四 下午
13:35-14:00
金刚石增强导热复合材料与技术
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14:00-14:25
报告方向：金刚石量子前沿科技
Milos Nesladek，哈塞尔特大学教授
14:25-14:45
议题待定
Rahul Gaywala，印度Sahajanand Technologies Private Limited公司CEO
15:10-15:35
报告方向：金刚石信息功能传感和电子器件
廖梅勇，日本国立物质材料研究所（行程确认中）
15:35-15:55
报告方向：金刚石量子应用案例
赵博文，安徽省国盛量子科技有限公司创始人
15:55-16:15
硼掺杂金刚石电极的调控与电化学工程应用
魏秋平，中南大学教授
16:15-16:35
议题待定
嘉宾待定，普敦实验室设备(上海)有限公司
16:35-16:55
高灵敏性金刚石热敏电阻器件研究新进展
陈巧，中国地质大学（武汉）副教授
热管理应用及产业化解决方案专题
12月6日 周五 全天
09:30-09:55
金刚石在激光领域的应用研究
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09:55-10:20
三维集成金刚石先进散热技术进展
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10:20-10:45
使用CVD金刚石散热器提升高功率密度芯片的性能
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金刚石材料的激光加工
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11:35-12:00
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12:00-12:20
太原理工大学团队（行程确认中）
13:30-13:55
金刚石常温键合技术在高性能半导体器件散热中的应用
梁剑波，大阪公立大学副教授
13:55-14:20
朝着光束全方位调控的金刚石激光技术
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14:20-14:40
Effect of gas phase nucleation on nano- and polycrystalline diamond growth in conventional MPCVD chamber
Mariia Lambrinaki，苏州思体尔软件科技有限公司CEO
14:40-15:00
精密磨抛技术在金刚石材料加工中的应用
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集成电路先进封装的钻石中介层
宋健民博士
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微射流激光先进技术基于大尺寸金刚石高品质分片及微流通道制备方案
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16:15-16:25
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16:25-16:45
基于COMSOL仿真的圆柱形谐振腔MPCVD中金刚石沉积的调控
杨黎，昆明理工大学教授
12月7日 周六 上午
10:00-12:00
闭门讨论：金刚石在热管理市场怎么用？从哪个角度切入热管理市场一块蛋糕？（仅限邀请）
超硬材料与超精密加工论坛
先进加工技术及应用方案专题
12月6日 周五 上午
09:30-09:55
议题待定
康仁科，大连理工大学教授
09:55-10:20
议题待定
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10:50-11:15
金刚石的超精密加工技术现状与发展
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11:15-11:40
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11:40-12:05
纳秒激光诱导活性金属等离子体反应刻蚀单晶CVD金刚石研究
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半导体切磨抛难题解决方案专题
12月6日 周五 下午
13:30-13:55
碳化硅晶圆减薄磨削装备及砂轮技术
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13:55-14:20
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硬脆材料的金刚石线切割过程切割力动态建模
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12月7日 周六 上午
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闭门讨论：半导体CMP抛光“卡脖子”难点探讨
