米乐m6官方网站（所长：吉川博之）（以下简称“AIST”）钻石研究中心（所长：藤森直春）的单晶基板开发小组、研究小组组长茶谷原明吉和首席研究员木野义明开发出了一种可以批量生产晶片状单晶金刚石的技术。
金刚石具有高硬度、高导热性、宽透光波长带、宽带隙和化学稳定性等多种优异特性，有望用于各种应用，不仅包括工具和光学元件，还包括半导体器件、电子发射器件和生物传感器。特别是在电子应用领域，据说能够制造出超越硅（Si）基和碳化硅（SiC）基器件的器件，受到了广泛关注。然而，对于电子应用来说，建立单晶金刚石晶圆的大规模生产技术至关重要。
现在，产业技术研究院将改变生长面的同时进行气相生长的重复生长技术和将生长为板状的金刚石与晶种毫无损失地分离的技术相结合，开发出批量生产大型板状单晶金刚石的技术（照片1）。这项研究的结果将于2007年5月28日至31日在千里生命科学中心（大阪府丰中市新千里东町）举行的国际会议上公布。新型金刚石和纳米碳(NDNC 2007)。
金刚石具有高硬度、高导热率、宽透光波长带、低介电常数和化学稳定性等有用的物理特性，有望应用于多种器件。尤其是其作为半导体的应用被寄予厚望。然而，为此目的，能够利用金刚石优异性能的单晶金刚石晶片是必不可少的。传统上，要生产板状金刚石，需要将大金刚石单晶切成薄片，但这一过程涉及大量加工损失，且工艺流程复杂，因此尚未达到可以讨论在电子设备中应用的阶段。在此背景下，人们强烈渴望实现一种能够批量生产大型单晶金刚石晶片的技术。
AIST 钻石研究中心自 2003 年以来一直致力于实现大型单晶金刚石晶片微波等离子体CVD法一直在进行大型单晶金刚石的合成研究，迄今为止1克拉单晶金刚石。
通过进一步推进这项研究，我们发现，通过精确控制表面温度在1200℃左右，并精确控制反应气体中混入的氮气量，可以抑制不同取向的异常晶体的生长。此外，通过优化金刚石晶体的生长条件，可以比传统方法（50微米/小时）快五倍以上的速度合成金刚石晶体。这次，我们成功开发了“直接晶圆技术”，通过晶体表面处理和蚀刻，将籽晶与生长在其上的金刚石分离，没有任何加工损失，使得批量生产大型板状单晶金刚石成为可能。
制造金刚石有两种方法：一种是在特殊的熔炉中在高温、高压环境下生产碳，另一种是通过等离子体CVD法生产。 AIST 开发了使用掺氮微波等离子体 CVD 的金刚石制造技术。产业技术研究院开发的制造方法，如图1所示，具有能够以（100）面为生长面继续生长的特点。首先将（100）面的籽晶生长为棒状，然后研磨侧面，例如（010）面，并在该面上生长，然后在（100）面上生长，可以逐渐增大晶体的尺寸。
照片2为采用上述方法生产的66克拉大金刚石单晶。
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| 图1 重复生长技术< |
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照片2 66克拉大单晶钻石 |
迄今为止，金刚石晶片是通过使用激光束将这些大型单晶金刚石切割成薄片来制造的，但这不仅会导致大量的加工损失，而且需要许多工序才能制成实际的晶片，使其不切实际。
新开发的晶圆技术名为“直接晶圆技术”，在晶体生长之前使用单晶金刚石作为晶种离子注入缺陷层直接引入表面下方。气相生长后，缺陷层变成石墨结构，因此该方法通过电化学蚀刻等去除石墨部分。采用这种“直接晶圆技术”，切割过程中会损失一小部分籽晶，但消耗量可以保持在1μm以下。因此，在该方法中，不仅可以重复使用晶种，而且可以使用切割后的晶片作为晶种(参见图2)。
这种分离方法至今已有多个研究机构进行过研究，但都仅限于较小的形状，即使是最大的形状也仅限于3至4毫米见方。产业技术研究院改进了蚀刻方法，成功制作了10mm见方（面积扩大10倍）的大型晶圆。
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| 图2晶圆加工技术 |
为了开辟金刚石半导体器件的新应用，需要1英寸或更大的晶圆。这次由于CVD设备的原因，最大的晶圆为10mm见方，但今后我们将继续通过改进等离子体发生设备来开发生产均匀大面积晶圆的技术，并致力于通过引入原位观察技术来提高晶体质量。