深圳第三代半導體研究院

第三代半導體國産化裝備技術應用現狀

发表时间:2018-08-21 10:33

“科學技術是第一生産力”,只有掌握了過硬的技術才能占領制高點。前幾期我們介紹了第三代半導體材料的性能,詳情請看第三代半導體材料國內外技術競爭分析和SiC材料及應用大梳理,本期我們爲大家剖析第三代半導體器件的制備流程和關鍵技術。

前   言

以碳化矽(SiC)和氮化镓(GaN)爲代表的寬禁帶半導體材料,又被成爲第三代半導體材料。具有寬禁帶、高熱導率、高電子飽和遷移速率、高擊穿電場等性質,被認爲是制造新一代光電子器件、微波射頻器件、電力電子器件的理想半導體材料。


晶片和器件制備的工藝流程和關鍵技術

寬禁帶半導體晶片和器件的制備基本工藝流程同矽基半導體基本一致,大致可分爲以下幾個階段:晶體生長、晶片加工、器件制備(包括有源層制備、歐姆接觸、鈍化層沈積等工藝段)、器件封裝等。

很多工藝段設備可以與矽基半導體工藝兼容,但由于寬禁帶半導體材料熔點較高、硬度較大、熱導率較高、鍵能較強的特殊性質,使得部分工藝段需要使用專用設備、部分需要在矽設備基礎上加以改進。

國內外關鍵設備發展現狀

目前,國外寬禁帶半導體技術發展的産業鏈日趨完整成熟,設備先進穩定,工藝水平較高,自動精密控制能力高。

國外在開展工藝技術研究的同時,非常重視對寬禁帶半導體設備的研發投入。目前美國、德國、日本、烏克蘭、意大利寬禁帶半導體關鍵裝備工藝技術水平較高。

我國寬禁帶半導體設備市場呈現主要設備國外主導,國內主要寬禁帶半導體相關研制單位均采用進口設備進行工藝研究,個別單位在進口設備基礎上進行仿制,工藝受制于設備很難得到提升。




小結

第三代半導體設備的國産化之路還很長,我們需要遵循工藝指導設備研發的設備産業化發展原則,通過借鑒國外先進技術,同時進行産學研結合的協同創新,開發滿足産業要求的寬禁帶材料及器件制造關鍵設備,通過關鍵設備牽引,實現分段工藝局部成套,拓展解決整線成套設備國産化,並實現整線集成,掌握一系列相關核心技術,培養一支骨幹技術人才隊伍和一支高水平的科研與産業化的管理隊伍,並建立分段工藝設備技術研發平台和工藝驗證平台,全面提升研發、制造滿足市場要求且具有市場競爭力的功率器件關鍵工藝設備的能力,推動我國寬禁帶半導體産業的自主可控發展。


注:文中部分內容來源于《第三代半導體國産化裝備技術應用現狀及未来发展路径研究报告》及網上多種公開資料整理。

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