第三代半导体材料及装备发展探讨

近日，以“需求与创新路径”为主题的第四届第三代半导体材料及装备发展研讨会在青岛成功召开。研讨会由第三代半导体产业技术创新战略联盟主办，中国电子科技集团公司第二研究所承办。中微半导体设备（上海）股份有限公司、北京北方华创微电子装备有限公司、北京特思迪半导体设备有限公司、无锡邑文电子科技有限公司、山东力冠微电子装备有限公司、香港应用科技研究院、江苏星特亮科技有限公司、上海翱晶半导体科技有限公司协办。

研讨会上，第三代半导体领域专家学者和企业代表聚焦材料与设备工艺等内容作精彩主旨报告并展开专题讨论。专题讨论环节，围绕“衬底与外延环节”和“芯片器件与封装环节”两个议题，展开热烈务实的精彩对话。

”衬底与外延环节“议题讨论中，在中微半导体公司副总裁、MOCVD事业部总经理郭世平主持下，中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司副总经理赵崇凌、青岛嘉展力拓半导体有限责任公司总经理蔡国基、北方华创微电子SiC外延技术经理刘广政、山东力冠微电子装备有限公司技术副总姜良斌、河北同光晶体有限公司副总经理王巍等嘉宾，围绕着生长腔的温度如何控制、如何实现高效率和高良率切割、如何实现高精度抛光、如何做好缺陷检测等话题展开互动研讨。

提高良率，降低碳化硅衬底价格，是行业企业的重要诉求。技术不断进步，比如切割技术方面，除了主流的切割技术，还有激光冷剥离技术等，新的技术在不断的应用和发生当中，也许会成为新的发展方向，需要持续的关注和改进。当前国内一些衬底企业紧跟技术潮流，有很多已引进激光设备，并开始小批量实验，一旦通过验证，市场空间广阔，再辅以成本控制，加工技术等会发展良好。

对于半导体设备而言，温度的精准控制与稳定性至关重要，对于温度控制，专家们从各自不同的实践出发，具体分享了不同的技术解决方式与经验心得。探讨涉及热耦测温、红外测温，实时长晶监控技术，晶体生长过程中的热场设计，传输路径控制，传感器、软硬件控制、电源，加热方式，电阻炉，系统抗干扰性以及材料外延加热等。专家们表示，对于生长腔温度控制，要形成闭环控制，在闭环控制各个细节部分下功夫做细致，要具备成熟的思路并积累经验。

对于晶体而言，高效率和高良率切割非常重要。切割有不同的方式，当前国内以线切割方式为主，激光切割有优势但尚未成为主流。不少欧美企业很重视并已开始使用激光切割技术，且已可以规模化生产，国内企业需要自己培育该技术，国内企业有足够的研发能力，可以考虑整合，晶体企业与设备企业相互配合来实现。专家们表示，针对切割实际上有各种各样的技术，除了激光切割，还有等离子切割等，若要把产业链上比较弱的环节补齐，则需业界共同努力突破各种关键技术。

材料检测是至关重要的环节，检测设备又是关键，也是当前国内企业面临的重要挑战，涉及技术安全、检测标准、价格等问题。国内检测设备目前尚无法很好的国产化，除了检测数据差别，产能进度与交货周期等方面也很难支持需求，这也是国产设备亟待突破并需要解决的问题。与会专家建议，国产设备与国外相比还有一定差距，而购买国外设备也存在难度，很被动。国内很多力量也希望做检测设备，除了企业自身意愿，或者可以考虑引入政府和社会力量支持。在线检测在发展中，但也需要经历一个过程，技术发展具有不确定性，但也充满可能性。

专家们表示，国产设备不能用低价打市场，同样性能下，国产设备具有性价比优势，在同样条件下，建议国内行业企业多支持国产设备发展，如此也更利于国内产业链安全。

此外，行业发展中，现阶段检测标准不完善，也存在标准过于宽泛，执行困难，检测环节繁杂费时费力，检测结果差异等问题，介于技术保密性等原因，企业大多根据客户需求制定标准，很难有统一的标准。专家们表示，标准问题当前处于摸索阶段，需要行业共同行动，可以考虑通过产业联盟或上下游合作共同体，推进标准制定工作，让整个检测产业发展得更好，向着更加良性的方向发展。

”芯片器件与封装环节“议题讨论部分，在无锡邑文电子科技有限公司副总经理叶国光主持下，中国电子科技集团公司第四十八研究所半导体装备研究部主任巩小亮、安徽长光先进半导体有限公司研发总监钮应喜、北京特思迪半导体设备有限公司技术总监梁浩、Boschman中国区总监、高级工程师田天成等不同领域嘉宾，围绕高温离子注入技术的难点与对装备的发展要求，高温氧化、高温退火关键技术问题与装备支撑，SiC/GaN刻蚀技术与装备发展面临的问题，如何看待激光处理等新型工艺路线及装备前景，封装环节如何实现高效及精确化等一些关键工艺技术问题展开讨论。

碳化硅生产线上，每台设备的产能都不一样，需要大投入，而且设备体积较大，提高产能和使用效率是企业非常关注的问题。与进口设备相比，国产设备具有自主性高和交机时间相对较快优势，并且离子注入零部件国产化率也相对较高。

对于高温离子注入技术的难点和对装备发展的要求，专家表示，从企业的角度，对高温离子注入技术每个阶段的关注点不同，经历从提升性能，到提高寿命，提高产能，再到大量实现的过程。现阶段，设备部分其实处于相对瓶颈的状态，需要对机台更好的分析和利用，若有技术上突破的可能性，相信国产设备也会得到支持。

对话中，专家们交流了高端封装以及高精度抛光、高温氧化等具体技术问题。其中，碳化硅大电流器件，高端封装要求很高。国内整体而言，碳化硅模块封装的发展速度不及国外快，国内企业面临的交付压力大。

高精度抛光工艺则涉及到设备、耗材等内容，其中，高精度抛光液大部分进口，是国内企业需要关注并发展的方向。高精度抛光有利于外延不良晶片的再利用，未来会有不错的发展空间。

高温氧化设备和其他设备不同，其技术条件需要目前来对设备提出的要求非常高，挑战非常大，验证周期也非常长，国内企业在也不断的尝试，未来是否有更好的解决方式很重要。

对于碳化硅和氮化镓刻蚀技术，专家们表示，刻蚀材料工艺技术和装备，国内已经非常有优势。国内刻蚀设备厂商需要思考如何把刻碳化硅的设备用好。

此外，围绕着散热材料、产品设计解决方案，以及碳化硅外延设备经营发展路线、材料损耗等问题，嘉宾们展开了积极互动，并分享了具体的技术解决方案。对于碳化硅外延设备路线的发展，专家认为，目前阶段，单片机具有成本等优势，随着市场需求，工艺发展，衬底尺寸变化以及多片机的发展等会有相应的变化。