中国粉体网讯  随着5G通信、新能源汽车及人工智能等前沿技术的快速发展，宽禁带半导体材料已被广泛应用于高频、高功率领域。金刚石作为一种超宽禁带半导体材料，拥有超宽禁带特性、高载流子迁移率和高击穿场强等优异电学性能，被誉为“终极半导体”，其超高热导率和低晶格失配特性使其成为其他宽禁带半导体材料的理想散热衬底。此外，金刚石凭借优异的性能，在高性能切削工具、电子器件的散热材料、光学窗口、半导体器件领域展现出不可替代的价值。

然而，目前广泛使用的化学气相沉积金刚石薄膜存在表面粗糙、晶粒尺寸不均以及厚度不均匀等问题，这些因素严重限制了其在高端科技领域的直接应用。为了满足特定应用对表面光滑度和平整度的严苛要求，金刚石膜精密抛光变得必不可少。金刚石的极端硬度和化学惰性给抛光工艺带来了巨大挑战，尤其是大尺寸样品如何实现均匀性和完整性的精确控制成为技术瓶颈。

目前金刚石的抛光方法主要有机械抛光、化学机械抛光、热化学抛光、超声波抛光技术、激光抛光等。

1.机械抛光

MP是利用金刚石与高速旋转的抛光盘（铸铁盘、砂轮盘）相互摩擦产生脆性断裂去除表面材料的抛光工艺，同时，由于高速旋转的抛光盘与金刚石摩擦会产生高温，而高温提供了“硬”的金刚石相向“软”的石墨相转变的驱动力，通过利用微切削与石墨化相结合的原理实现金刚石的抛光。

2.化学机械抛光(CMP)技术

CMP技术的核心在于结合化学腐蚀和机械磨削的协同作用，以实现材料表面的高精度平整化和缺陷最小化。在金刚石CMP加工过程中，机械研磨和化学蚀刻的共同作用是材料去除的主要原因。CMP的关键在于平衡化学腐蚀和机械磨削的比例，以实现最佳的抛光效果。

3.热力学抛光技术

热力学抛光技术是一种利用高温高压条件下材料的塑性变形来改善表面质量的工艺。它能够在不引入额外缺陷的情况下，实现高光洁度和低粗糙度的表面处理。在控制的高温和高压环境中，使金刚石材料发生局部的塑性流动。这种流动能够填补表面的微观凹陷，同时去除凸起部分，从而实现表面的平滑化。

4.超声波抛光技术

超声波抛光技术利用超声波振动产生的机械作用力来实现材料表面的微观磨削和平滑化，适用于对硬脆材料如单晶金刚石进行表面处理。

当超声波传递到抛光工具时，会在工具与工件接触的界面产生微小的磨削动作。这种高频振动不仅能够去除材料表面的微小凸起，还能够促进抛光液中的磨料粒子更加均匀地作用于工件表面，从而有效减少表面粗糙度并提高光洁度。由于超声波抛光作用力小，因此对材料的损伤也相对较小，尤其适合对金刚石这类硬脆材料的精密加工。

5.激光抛光

激光抛光是一种非接触抛光技术，利用激光的高能量密度局部加热金刚石表面，气化或熔融材料实现抛光，具有高精度、局部控制强的特点。

2026年10月15日，中国粉体网将在江苏•苏州举办“2026半导体与光学材料超精密加工技术及应用大会”。届时，我们邀请到河南工业大学教授栗正新出席本次大会并作题为《金刚石材料磨抛技术现状趋势与发展》的报告。

专家简介

栗正新，河南工业大学教授。现任九三学社河南工业大学委员会副主任委员，河南工业大学材料科学与工程学院副院长，全国磨料磨具标准化委员会委员、中国机械工程学会高级会员，河南省机械工程学会超硬材料专业分会常务副主任委员，中国超硬材料行业协会专家委员会委员、中国磨料磨具行业专家委员会委员、河南省高校学术技术带头人，《超硬材料工程》杂志编委。

参考来源：

中国粉体网、力量钻石

安康等，金刚石机械抛光研究进展