深圳第三代半导体研究院

第三代半导体国产化装备技术应用现状

发表时间:2018-08-21 10:33

“科学技术是第一生产力”,只有掌握了过硬的技术才能占领制高点。前几期我们介绍了第三代半导体材料的性能,详情请看第三代半导体材料国内外技术竞争分析和SiC材料及应用大梳理,本期我们为大家剖析第三代半导体器件的制备流程和关键技术。

前   言

以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的宽禁带半导体材料,又被成为第三代半导体材料。具有宽禁带、高热导率、高电子饱和迁移速率、高击穿电场等性质,被认为是制造新一代光电子器件、微波射频器件、电力电子器件的理想半导体材料。


晶片和器件制备的工艺流程和关键技术

宽禁带半导体晶片和器件的制备基本工艺流程同硅基半导体基本一致,大致可分为以下几个阶段:晶体生长、晶片加工、器件制备(包括有源层制备、欧姆接触、钝化层沉积等工艺段)、器件封装等。

很多工艺段设备可以与硅基半导体工艺兼容,但由于宽禁带半导体材料熔点较高、硬度较大、热导率较高、键能较强的特殊性质,使得部分工艺段需要使用专用设备、部分需要在硅设备基础上加以改进。

国内外关键设备发展现状

目前,国外宽禁带半导体技术发展的产业链日趋完整成熟,设备先进稳定,工艺水平较高,自动精密控制能力高。

国外在开展工艺技术研究的同时,非常重视对宽禁带半导体设备的研发投入。目前美国、德国、日本、乌克兰、意大利宽禁带半导体关键装备工艺技术水平较高。

我国宽禁带半导体设备市场呈现主要设备国外主导,国内主要宽禁带半导体相关研制单位均采用进口设备进行工艺研究,个别单位在进口设备基础上进行仿制,工艺受制于设备很难得到提升。




小结

第三代半导体设备的国产化之路还很长,我们需要遵循工艺指导设备研发的设备产业化发展原则,通过借鉴国外先进技术,同时进行产学研结合的协同创新,开发满足产业要求的宽禁带材料及器件制造关键设备,通过关键设备牵引,实现分段工艺局部成套,拓展解决整线成套设备国产化,并实现整线集成,掌握一系列相关核心技术,培养一支骨干技术人才队伍和一支高水平的科研与产业化的管理队伍,并建立分段工艺设备技术研发平台和工艺验证平台,全面提升研发、制造满足市场要求且具有市场竞争力的功率器件关键工艺设备的能力,推动我国宽禁带半导体产业的自主可控发展。


注:文中部分内容来源于《第三代半导体国产化装备技术应用现状及未来发展路径研究报告》及网上多种公开资料整理。

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