2025年3月3日，日本Orbray公司成功開發(fā)出全球最大的自支撐單晶（111）金剛石基板生產(chǎn)技術，尺寸達到20mm × 20mm。這一成果標志著金剛石基量子器件和功率器件發(fā)展的重要一步。公司計劃在2026年實現(xiàn)大型（111）金剛石基板的商業(yè)化，并正在積極開發(fā)n型自支撐金剛石基板，這是推動金剛石半導體器件主流化的關鍵組件。

金剛石半導體因其卓越的性能而被廣泛應用于多種領域。近年來，為滿足日益增長的行業(yè)需求，金剛石基板的尺寸擴大和質(zhì)量提升取得了顯著進展。高質(zhì)量的（111）金剛石基板在含氮空位（NV）中心的金剛石量子器件開發(fā)中引起了特別關注。此外，（111）金剛石基板不僅被認為是量子應用的關鍵，還被視為實現(xiàn)高性能n型2金剛石基器件（包括金剛石功率器件）的必備材料。然而，制造大型（111）金剛石基板難度極高，成功案例有限。迄今為止，市場上僅能獲得約3mm見方的小尺寸（111）金剛石晶體，且這些晶體容易產(chǎn)生孿晶缺陷，這對大尺寸單晶金剛石基板的生產(chǎn)構成了重大挑戰(zhàn)。

2021年9月，Orbray公司宣布利用其專有的Step-Flow生長法成功開發(fā)出高質(zhì)量的2英寸（100）自支撐金剛石基板（產(chǎn)品名稱：KENZAN Diamond?）。基于這一金剛石晶體生長技術，并結合特別設計的藍寶石基板，公司持續(xù)推進（111）單晶金剛石自支撐基板的開發(fā)。這一努力最終成功合成了無孿晶缺陷的20mm見方（111）單晶金剛石自支撐基板。rbray計劃在2026年實現(xiàn)該技術的商業(yè)化。這一進展有望推動金剛石半導體器件的開發(fā)進程。

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