以氮化鎵、碳化硅等為代表的第三代半導體材料正迎來廣闊的發(fā)展前景，成為全球的機會和關(guān)注焦點。碳化硅作為第三代半導體產(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，需要進行深入研究和探索。

8月18日下午，極智課堂“第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略線上沙龍研討會”如期開講，邀請到第三代半導體產(chǎn)業(yè)鏈條“產(chǎn)學研用資”多方高層代表做客極智課堂-強芯沙龍直播間，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、半導體設(shè)備、超導磁體、超低溫設(shè)備等高科技解決方案及相關(guān)服務和支持。沙龍聚焦碳化硅襯底材料與關(guān)鍵技術(shù)，特別邀請到浙大杭州科創(chuàng)中心研究員韓學峰博士，中電科半導體材料有限公司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)務拓展經(jīng)理黃承揚博士等實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)等熱點技術(shù)最新進展動態(tài)與趨勢。并特邀第三代半導體產(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任嘉賓主持人。

沙龍伊始，浙大杭州科創(chuàng)中心研究員韓學峰博士首先分享了《基于數(shù)值模擬的大尺寸碳化硅單晶生長研究》的主題報告。目前，通過PVT法進行大尺寸碳化硅晶體生長存在許多質(zhì)量缺陷問題，導致缺陷產(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)不同程度的熱應力會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)控對提升晶體質(zhì)量而言是關(guān)鍵所在。報告中分享了針對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、導熱系數(shù)等優(yōu)勢，光伏發(fā)電、電動汽車等應用正不斷驅(qū)動碳化硅功率器件市場的發(fā)展。中電科半導體材料有限公司SiC材料技術(shù)專家/山西爍科晶體有限公司總經(jīng)理助理、高級工程師馬康夫做了《碳化硅襯底材料技術(shù)及應用淺析》的主題報告，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)，報告分享了SiC粉料合成、單晶生長，SiC加工等技術(shù)最新進展與趨勢。報告指出，碳化硅市場前景廣闊，當下尚屬黃金賽道，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。需要加強產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同合作，加速推進國產(chǎn)化原材料替代進程。

碳化硅的基板與外延，對于缺陷控制仍是一大挑戰(zhàn)，導致目前器件成本仍高居不下，要達成六吋(或是八吋)碳化硅每片低于500美元，同時提升良率的夢想，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)務拓展經(jīng)理黃承揚博士做了《等離子拋光技術(shù)--碳化硅的綠色成長加速器》的主題報告，分享最新的等離子拋光技術(shù)發(fā)展，藉由化學等離子反應有效控制起始缺陷，將是加速碳化硅功率器件很重要的關(guān)鍵節(jié)點。報告指出，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，半導體制程等級可靠且一切的表面質(zhì)量，運營成本低（無需化學液與拋光墊片），環(huán)保清潔工藝等優(yōu)勢。PPDE可適應未來所有SiC的創(chuàng)新技術(shù)開發(fā)。報告指出，目前，牛津儀器與化合物半導體廠商持續(xù)合作發(fā)展，致力于推出科研和量產(chǎn)設(shè)備。各項驗證結(jié)果，特別是功率器件電性驗證，均展現(xiàn)PPDE優(yōu)異的結(jié)果。在各項特性的對比當中，PPDE均保持一定競爭優(yōu)勢，其環(huán)保與低運行成本為SiC功率器件提供更加友善的解決方案。

隨著應用需求的愈發(fā)強烈，第三代半導體材料市場競爭熱度持續(xù)攀升，技術(shù)研究被按下快進鍵，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)重點難點待突破。在隨后的討論環(huán)節(jié)，圍繞8英寸技術(shù)難點與產(chǎn)業(yè)化趨勢、國產(chǎn)襯底技術(shù)及應用、國產(chǎn)化裝備、車規(guī)級器件應用需求、市場跨越與機遇點，國際國內(nèi)廠商差距，未來贏家格局等現(xiàn)實熱點話題展開互動探討。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，務實又信息量巨大，現(xiàn)場互動極其熱烈。

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