以氮化鎵、碳化硅等為代表的第三代半導(dǎo)體材料正迎來廣闊的發(fā)展前景，成為全球的機(jī)會(huì)和關(guān)注焦點(diǎn)。碳化硅作為第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)材料，因其諸多優(yōu)勢有望成為未來最被廣泛使用的制作半導(dǎo)體芯片的基礎(chǔ)材料。碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈中襯底、外延是產(chǎn)業(yè)鏈主要價(jià)值所在。碳化硅襯底的技術(shù)壁壘最高，碳化硅襯底生產(chǎn)難度最高。目前碳化硅襯底的產(chǎn)業(yè)化仍面臨一些技術(shù)難題，需要進(jìn)行深入研究和探索。

8月18日下午，極智課堂“第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略線上沙龍研討會(huì)”如期開講，邀請(qǐng)到第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈條“產(chǎn)學(xué)研用資”多方高層代表做客極智課堂-強(qiáng)芯沙龍直播間，共同探討破局之道。

本期沙龍由牛津儀器冠名支持，牛津儀器1959年創(chuàng)建于英國牛津，是英國倫敦證交所的上市公司，為工業(yè)和科研客戶提供分析設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)備、超導(dǎo)磁體、超低溫設(shè)備等高科技解決方案及相關(guān)服務(wù)和支持。沙龍聚焦碳化硅襯底材料與關(guān)鍵技術(shù)，特別邀請(qǐng)到浙大杭州科創(chuàng)中心研究員韓學(xué)峰博士，中電科半導(dǎo)體材料有限公司SiC材料技術(shù)專家/山西爍科晶體有限公司總經(jīng)理助理馬康夫，牛津儀器等離子技術(shù)部制程技術(shù)與業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理黃承揚(yáng)博士等實(shí)力派專家嘉賓分享大尺寸碳化硅單晶生長、襯底材料技術(shù)、等離子拋光技術(shù)等熱點(diǎn)技術(shù)最新進(jìn)展動(dòng)態(tài)與趨勢。并特邀第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副秘書長趙璐冰博士擔(dān)任嘉賓主持人。

沙龍伊始，浙大杭州科創(chuàng)中心研究員韓學(xué)峰博士首先分享了《基于數(shù)值模擬的大尺寸碳化硅單晶生長研究》的主題報(bào)告。目前，通過PVT法進(jìn)行大尺寸碳化硅晶體生長存在許多質(zhì)量缺陷問題，導(dǎo)致缺陷產(chǎn)生的主要原因是晶體在生長過程中溫度分布不均，晶體內(nèi)不同程度的熱應(yīng)力會(huì)引起微管密度和多晶界的增加。因此晶體生長過程中的溫度調(diào)控對(duì)提升晶體質(zhì)量而言是關(guān)鍵所在。報(bào)告中分享了針對(duì)解決大尺寸碳化硅單晶生長中的溫度分布不均勻問題的3段式電阻加熱法等最新技術(shù)研究成果。

SiC材料具有高的擊穿電場、禁帶寬度、電子飽和度、導(dǎo)熱系數(shù)等優(yōu)勢，光伏發(fā)電、電動(dòng)汽車等應(yīng)用正不斷驅(qū)動(dòng)碳化硅功率器件市場的發(fā)展。中電科半導(dǎo)體材料有限公司SiC材料技術(shù)專家/山西爍科晶體有限公司總經(jīng)理助理、高級(jí)工程師馬康夫做了《碳化硅襯底材料技術(shù)及應(yīng)用淺析》的主題報(bào)告，SiC單晶襯底制備涉及碳化硅粉，晶體生長，碳化硅晶錠，設(shè)備等環(huán)節(jié)，報(bào)告分享了SiC粉料合成、單晶生長，SiC加工等技術(shù)最新進(jìn)展與趨勢。報(bào)告指出，碳化硅市場前景廣闊，當(dāng)下尚屬黃金賽道，技術(shù)發(fā)展朝向提質(zhì)降本，提升碳化硅在功率市場滲透率上，高效率碳化硅單晶生長技術(shù)與大尺寸襯底制備技術(shù)備受關(guān)注。碳化硅材料重心正在向國內(nèi)偏移，碳化硅原材料國產(chǎn)化勢在必行。需要加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同合作，加速推進(jìn)國產(chǎn)化原材料替代進(jìn)程。

碳化硅的基板與外延，對(duì)于缺陷控制仍是一大挑戰(zhàn)，導(dǎo)致目前器件成本仍高居不下，要達(dá)成六吋(或是八吋)碳化硅每片低于500美元，同時(shí)提升良率的夢想，牛津儀器提出的等離子刻蝕拋光技術(shù)，將是提升外延品質(zhì)的重要第一站工藝。牛津儀器等離子技術(shù)部制程技術(shù)與業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理黃承揚(yáng)博士做了《等離子拋光技術(shù)--碳化硅的綠色成長加速器》的主題報(bào)告，分享最新的等離子拋光技術(shù)發(fā)展，藉由化學(xué)等離子反應(yīng)有效控制起始缺陷，將是加速碳化硅功率器件很重要的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。報(bào)告指出，SiC基板在器件成本中占比很高，也是元件良率的起手式，目前SiC的極限，讓等離子拋光協(xié)助邁向平坦的最后一里路，具有光滑Epi ready 去除亞表面損傷，半導(dǎo)體制程等級(jí)可靠且一切的表面質(zhì)量，運(yùn)營成本低（無需化學(xué)液與拋光墊片），環(huán)保清潔工藝等優(yōu)勢。PPDE可適應(yīng)未來所有SiC的創(chuàng)新技術(shù)開發(fā)。報(bào)告指出，目前，牛津儀器與化合物半導(dǎo)體廠商持續(xù)合作發(fā)展，致力于推出科研和量產(chǎn)設(shè)備。各項(xiàng)驗(yàn)證結(jié)果，特別是功率器件電性驗(yàn)證，均展現(xiàn)PPDE優(yōu)異的結(jié)果。在各項(xiàng)特性的對(duì)比當(dāng)中，PPDE均保持一定競爭優(yōu)勢，其環(huán)保與低運(yùn)行成本為SiC功率器件提供更加友善的解決方案。

隨著應(yīng)用需求的愈發(fā)強(qiáng)烈，第三代半導(dǎo)體材料市場競爭熱度持續(xù)攀升，技術(shù)研究被按下快進(jìn)鍵，碳化硅功率器件等呈現(xiàn)“爆炸性”成長的節(jié)奏，國內(nèi)外企業(yè)實(shí)力比拼日趨白熱化。碳化硅襯底材料的制備涉及碳化硅襯底材料的制備包括原料合成、晶體生長、晶錠加工、晶棒切割、研磨拋光等環(huán)節(jié)，仍有諸多技術(shù)重點(diǎn)難點(diǎn)待突破。在隨后的討論環(huán)節(jié)，圍繞8英寸技術(shù)難點(diǎn)與產(chǎn)業(yè)化趨勢、國產(chǎn)襯底技術(shù)及應(yīng)用、國產(chǎn)化裝備、車規(guī)級(jí)器件應(yīng)用需求、市場跨越與機(jī)遇點(diǎn)，國際國內(nèi)廠商差距，未來贏家格局等現(xiàn)實(shí)熱點(diǎn)話題展開互動(dòng)探討。直播現(xiàn)場專家嘉賓并回答了技術(shù)問題提問，互通交流前沿消息。不同視角碰撞之下，務(wù)實(shí)又信息量巨大，現(xiàn)場互動(dòng)極其熱烈。

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