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    薄膜沉積設備受益于第三代半導體投產熱潮

    來源:榮格-《智能制造縱橫》     發布時間:2021-09-30
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    隨著中國“十四五”規劃的提出、以及全球科技產業對于“碳達峰、碳中和”的目標達成共識,以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)為代表的第三代半導體新材料憑借高擊穿電場、高熱導率、高電子飽和速率以及抗強輻射能力等優異特性,成為了支撐5G基建、新能源產業、特高壓、軌道交通等領域的核心技術。


    數據表明,2020年中國“第三代半導體”產業電力電子和射頻電子總產值超過100億元,同比增長69.5%。其中,SiC、GaN電力電子產值規模達44.7億元,同比增長54%;GaN微波射頻產值達到60.8億元,同比增長80.3%。


    QQ截圖20210930152940.jpg


    不過,第三代半導體行業存在相當程度的準入門檻,由于SiC、GaN器件的性能與材料、結構設計和制造工藝之間緊密關聯,多數半導體企業為了保持自身競爭力,傾向于采用IDM模式實現設計、制造的一體化。例如華潤微建立了國內首條6英寸商用SiC晶圓生產線;英諾賽科也成功擴產位于蘇州的GaN生產基地,使之成為全球最大的8英寸GaN工廠。顯然,在全球半導體產能緊張的局勢下,這些新開設或擴建的產線正在迅速拉升半導體設備的市場需求。以薄膜沉積這一必不可少的制造環節為例,在新產線的設備投資中,薄膜沉積設備占據了約25%的支出比重,是半導體設備市場增量中不可忽視的一環。因此,如何選擇薄膜沉積設備、使之匹配不斷發展的寬禁帶半導體制造工藝需求,是橫亙在眾多第三代半導體廠商面前的一道難題。

    沉積鍍膜專家為第三代半導體支招


    目前,業界主流的薄膜沉積工藝主要有原子層沉積(ALD)、物理式真空鍍膜(PVD)和化學式真空鍍膜(CVD)等,其中ALD屬于CVD的一種,屬于當下最先進的薄膜沉積技術。那么,哪一類沉積技術適用于第三代半導體呢?業界領先的ALD設備制造商和服務商——青島四方思銳智能技術有限公司(以下簡稱思銳智能)總經理聶翔先生對此表示:“隨著新材料、新工藝、新制程等應用于半導體制造領域,半導體器件本身也在往更復雜、更高深寬比,甚至是3D異形結構的方向發展,在超越摩爾領域、第三代半導體應用中更是如此。在這樣的情況下,ALD相比其他鍍膜技術擁有無可替代的優越性?!?/p>


    在實際應用中,思銳智能推出的新一代先進ALD設備可以使材料以單原子膜(0.1nm)形式沉積在基底表面,并且在整體器件的鍍膜控制上達到很高的精確度。以GaN功率器件為例,通過思銳智能的ALD鍍膜技術能夠有效增強GaN器件的性能。首先,通過ALD薄膜可實現器件表面的鈍化和覆蓋;其次,通過氧化鋁疊層實現柵極高K介電質的沉積;接下來,通過原位預處理去除自然氧化層,實現表面穩定;最后,通過高質量的ALD氮化鋁來實現緩沖層,形成更具生產效益的量產方案。


    產能持續擴張正在為設備廠商“簽下大單”,設備提供商也需不斷提升服務質量,進一步鞏固自身的市場“護城河”。例如,思銳智能在2018年完成對BENEQ公司(該公司有著近40年的ALD技術應用經驗)的全資收購之后,一直推行“本地化與全球化并行”的策略,除了鞏固歐美市場的份額,也在扎根中國市場、培養本地國際化創新型團隊,逐漸形成完善的覆蓋研發、售前、售后等環節的服務網絡,并加強部署與不同區域、不同領域、不同機構的產業生態合作。


    中國市場在不斷涌現一大批半導體制造企業,思銳智能則擁有貼近客戶的優勢。在發現客戶對新工藝、新材料應用的需求之后,公司可以攜手芬蘭團隊進行協同研發、共同創新。此外,不同客戶在細節方面的要求也不盡相同,例如國內客戶對交期更加敏感、服務響應速度要求更快等,這對本地化的技術服務能力提出了挑戰。當然,為了交期更短、價格更具競爭優勢,供應鏈的安全和高效整合亦是非常重要的因素,這也是思銳智能為之努力的一個方向。


    供稿:思銳智能


    來源:榮格-《智能制造縱橫》


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