分立器件相關制造設備

第三代半導體設備 ? 第三代半導體設備主要為SiC、GaN材料生長、外延所需的特種設備，如SiC PVT單晶生長爐、CVD外延設備以及GaN HVPE單晶生長爐、MOCVD外延設備等；以及SiC器件制備中所需的高溫設備（高溫離子注入機、高溫退火爐、高溫氧化爐等）；其他部分設備也需針對第三代半導體工藝做定制性開發。 ?

? 第三代半導體設備的發展主要面向晶圓尺寸逐漸增大的需求。SiC材料及器件裝備方面，150 mm(6英寸)已經成為國際主流，200 mm(8英寸)逐漸轉入商用；GaN材料及器件裝備方面，SiC基GaN裝備正在由100 mm(4英寸)向150 mm(6英寸)過渡；Si基GaN裝備正在由150 mm(6英寸)向200 mm(8英寸)過渡；GaN自支撐襯底所需的HVPE設備已經可以滿足50～150 mm (2～6英寸)GaN襯底的制備需求。

紅外焦平面探測器制備設備 ? 當今紅外焦平面探測器已經發展到第三代，主要以HgCdTe(碲鎘汞)、InAs/GaSb II類超晶格材料為代表。紅外焦平面探測器設備主要為HgCdTe、InAs/GaSb（砷化銦/銻化鎵）材料生長、外延所需的特種設備如HgCdTe液相外延（LPE）設備、分子束外延（MBE）設備等，其他部分設備需針對紅外焦平面器件工藝做定制性開發。 ?

? 紅外焦平面探測器設備的發展主要面向解決器件小間距、超大面陣、多譜段方向發展的工藝需求，器件面陣大小將由當前的2.7K2.7K，逐漸向4K4K、8K8K、30K30K發展。包括大視場特種投影光刻、高壓碲化汞單晶爐、高平整度晶片加工等一批關鍵工藝設備。

? ? 新興材料及制備設備 ?

當前，以氮化鋁（AlN）、金剛石、氧化鎵（Ga2O3）等為代表的超寬禁帶半導體材料日益成為研究熱點，主要處于材料制備技術研發、性能優化及器件應用探索階段。超寬禁帶半導體專用設備主要為相關材料制備所需的晶體生長、薄膜外延設備。 ? AlN制備設備。主要包括用于晶體生長的PVT設備和用于薄膜外延的高溫MOCVD設備等。PVT設備方面，已實現50 mm(2英寸)AlN單晶產業化；高溫MOCVD設備方面，已經可以支撐50~100 mm(2~4英寸)襯底的高溫外延生長需求。 ?

? 金剛石制備設備。半導體級金剛石單晶制備主要通過CVD法實現，可選的制備手段包括微波等離子體化學氣相沉積（MPCVD）法、等離子體噴射CVD法、熱絲化學氣相沉積（HFCVD）法、熱陰極等離子體CVD法、激光誘導等離子體CVD法等。其中MPCVD法是目前制備高品質金剛石薄膜的首選，主要技術挑戰是大尺寸金剛石薄膜的制備。 ? ? ?

氧化鎵制備設備。氧化鎵單晶制備可通過以下方法實現：焰熔法、光學浮區法（OFZ法）、邊緣限制薄膜生長法（EFG法）、垂直梯度凝固法（VGF法）、垂直布里奇曼法（VB法）和直拉法，其中EFG法和直拉法獲得的單晶質量最高，是最有前途的半導體級氧化鎵單晶制備技術。目前通過直拉法最高可獲得50 mm（2英寸）的氧化鎵單晶、通過EFG法可獲得100 mm（4英寸）的氧化鎵單晶，150 mm（6英寸）EFG法單晶工藝及設備正在開發中。氧化鎵外延設備主要包括MOCVD、MBE、HVPE等，其中MOCVD、MBE是器件制備中最常用的兩種設備。 ?

自1947年晶體管問世以來，半導體技術已經走過70余年風風雨雨，衍生出集成電路與微系統、光電子分立器件（激光器、探測器等）、微電子分立器件（微波射頻器件、電力電子器件）等諸多細分領域。集成電路主要沿摩爾定律和超越摩爾定律兩個方向發展，其工藝裝備引領了整個電子制造產業的工藝節點演進；分立器件發展主要通過基礎材料創新實現，其工藝裝備在集成電路工藝裝備的基礎上，主要著眼于特定材料體系生長和加工的需求。 ? 總而言之，半導體工藝及制造裝備技術的進步主要由特征尺寸（CD）的減小、新器件結構和新材料等因素驅動，以原子級的加工能力、豐富的集成形式、支持多種新材料體系為特征，現代半導體工藝及制造裝備技術將持續支撐整個電子信息產業的技術創新需要。 ?

編輯：黃飛

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