港大工程團隊研製5吋「終極半導體」鑽石晶圓 硬度超傳統2倍

香港大學工程學院機械工程系陸洋教授與北京科技大學新材料技術研究院李成明教授共同領導的研究團隊，成功研製出直徑達5英吋、厚度僅3毫米的超硬鑽石（金剛石）晶圓。該晶圓的維氏硬度高達208.3 GPa，是常規金剛石硬度的2倍，被視為突破半導體材料技術瓶頸的重要成果。

採用團隊新研發的「微波等離子體化學氣相沉積（MPCVD）」技術製作的大尺寸鑽石（金剛石）晶圓

鑽石雖被視為「終極形態」的半導體材料，但其導熱和耐輻射性能遠超硅與碳化硅等傳統材料。然而，傳統高溫高壓（HPHT）和化學氣相沉積（CVD）技術一直難以兼顧大尺寸與高硬度。

為克服此限制，團隊創新採用「微波等離子體化學氣相沉積（MPCVD）」技術，並配合高頻循環脈衝氮摻雜工藝，在金剛石生長過程中構建動態非平衡環境，成功實現了英寸級超硬晶圓的量產關鍵突破。此技術透過在等離子體中以高頻方式交替加入氮源，使等離子體活性基團的組成和生長溫度在極短時間內持續波動，打破了傳統穩定生長模式的限制。這種動態調控機制不僅強化了表面重構與缺陷過程，還有效促進了特殊微觀結構的形成。

測試結果顯示，該晶圓的耐磨性達普通多晶金剛石的7倍，並能在單晶金剛石表面留下清晰劃痕。透過高倍電子顯微鏡分析，團隊發現晶圓內部形成了密度高達 4.3×10¹² cm⁻² 的三維互鎖堆垛層錯網絡結構，有效抑制了位錯運動。此外，相關的摻氮生長技術亦適用於複雜三維結構表面，可直接運用於刀具與機械元件上。

領導研究的陸洋教授表示：「這項大尺寸超硬鑽石晶圓的突破，將為金剛石在極端環境探測、先進製造業及半導體熱管理等領域的應用打開新局面。我們期待新技術為第三及四代半導體材料發展注入強心針。」

這項研究成果已發表於國際頂尖學術期刊《自然—通訊》（Nature Communications），文章標題為「Inch-scale Ultrahard Diamond Wafer with 200 GPa Hardness via High-Frequency Pulsed Local Non-Equilibrium Growth」。

美國總統特朗普就台灣問題表示，他不希望有人獨立，中國外交部回應指，兩岸統一才是光明大道。民進黨當局應該認清大勢，面對現實，懸崖勒馬。

美國總統特朗普2026年5月15日周五乘坐空軍一號，從中國北京回程期間向記者發言。(美聯社圖片/Mark Schiefelbein) AP圖片

特朗普日前接受傳媒專訪時表示，美國沒有改變對台政策，他不希望有人獨立，亦不希望有人說「美國支持我們所以我們獨立」，美方無意尋求戰爭，希望兩岸保持冷靜。

中國外交部發言人郭嘉昆回應說，台灣是中國領土不可分割的一部分，從來不是一個國家，今後亦絕無可能。他強調，台獨與台海和平水火不容，倚外謀獨是死路一條，兩岸統一才是光明大道。民進黨當局應該認清大勢，面對現實，懸崖勒馬。

中國外交部發言人郭嘉昆

郭嘉昆又說，中國堅決反對美國對台售武的立場是一貫和明確的。