第三代半导体技术与材料论坛将于2023年9月21-22日在厦门召开,详见后文
同质外延的难处
蓝宝石
蓝宝石(α-Al2O3)又称刚玉,是商业应用最为广泛的LED衬底材料,占据着LED衬底市场的绝大份额。在早期使用中蓝宝石衬底就体现了其独特的优势,所生长的GaN薄膜与SiC衬底上生长的薄膜位错密度相当,且蓝宝石使用熔体法技术生长,工艺更成熟,可获得较低成本、较大尺寸、高质量的单晶,适合产业化发展,因此是LED行业应用最早也是最为广泛的衬底材料。
几种LED衬底的主要特性对比
碳化硅
碳化硅属于IV-IV族半导体材料,是目前市场占有率仅次于蓝宝石的LED衬底材料。SiC具有多种晶型,可分为三大类:立方型(如3C-SiC)、六角型(如4H-SiC)和菱形(如15R-SiC),绝大部分晶体为3C,4H和6H三种晶型,其中4H,6H-SiC主要用作GaN衬底。
碳化硅非常适合作为LED衬底材料。然而,由于生长高质量、大尺寸SiC单晶难度较大,且SiC为层状结构易于解理,加工性能较差,容易在衬底表面引入台阶状缺陷,影响外延层质量。同尺寸的SiC衬底价格为蓝宝石衬底的几十倍,高昂的价格限制了其大规模应用。
单晶硅
硅材料是目前应用最广泛、制备技术最成熟的半导体材料。由于单晶硅材料生长技术成熟度高,容易获得低成本、大尺寸(6—12英寸)、高质量的衬底,可以大大降低LED的造价。并且,由于硅单晶已经大规模应用于微电子领域,使用单晶硅衬底可以实现LED芯片与集成电路的直接集成,有利于LED器件的小型化发展。此外,与目前应用最广泛的LED衬底—–蓝宝石相比,单晶硅在性能上还有一些优势:热导率高、导电性好,可制备垂直结构,更适合大功率LED制备。
小结
[3]任国强等.氮化镓单晶生长研究进展
来源:粉体网
以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体是战略性新兴产业的核心材料,在《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》中被列为重点;碳中和与新能源体系变革的背景下,在风电、光伏、新能源汽车、储能等行业应用前景广阔。
据行业机构预测,到2026年,碳化硅产品市场将达35亿美元,氮化镓功率产品市场需求增长到21亿美元。近年来,国内企业如三安、英诺赛科、士兰明镓等不断布局氮化镓项目,全产业链项目约26个,国外龙头如英飞凌等也正积极布局。
在碳化硅功率器件市场,受益于特斯拉的应用需求,意法半导体领先全球市场;Wolfspeed、安森美和罗姆等厂商跟随。衬底、外延、芯片三个环节技术含量密集,是投资和创新重点。碳化硅6英寸衬底技术已经稳定导入产业,8英寸衬底正在探索商业化量产,其中尤以衬底大厂Wolfspeed推进最为迅速,国内企业在提供样品或小规模供货阶段。
第三代半导体技术与材料论坛将于2023年9月21-22日在厦门召开。重点关注碳化硅、氮化镓产业链前景,最新衬底、外延、器件技术与项目投资,碳化硅、氮化镓长晶技术,净化工程与EPC,新兴化合物半导体前沿技术与应用。参观第三代半导体重点企业与项目。
会议主题包括但不限于
国际形势对中国第三代半导体发展的影响
第三代半导体市场及产业发展机遇
6寸与8寸SiC项目投资与市场需求
SiC长晶工艺技术与设备
净化工程与EPC工程项目实践
8英寸SiC国产化进程和技术突破
SiC市场以及技术发展难题&解决方案
SiC与GaN外延片技术进展
大尺寸GaN长晶难点及技术展望
GaN材料技术进展
SiC与GaN器件与下游应用
功率器件封装技术与材料
新兴化合物半导体进展:氧化镓、氮化铝、金刚石、氧化锌
工业参观与考察(重点企业或园区)
最新日程如下
会议日程 |
宽禁带器件应用中的机遇与挑战(题目暂定) ——厦门三安光电有限公司(已定) |
中国第三代半导体产业布局情况(题目暂定) ——中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟(已定) |
SiC单晶生长技术浅析及应用展望(题目暂定) ——山西烁科晶体有限公司(已定) |
国产碳化硅功率器件机遇和挑战(题目暂定) ——安徽芯塔电子科技有限公司(已定) |
国产SiC MOSFET发展要点浅析 ——泰科天润半导体科技(北京)有限公司(已定) |
用于汽车半导体的碳化硅MOSFET解决方案(题目暂定) ——深圳基本半导体有限公司(已定) |
大尺寸碳化硅单晶工艺控制 ——山东天岳先进材料科技有限公司(待定) |
碳化硅晶体的生长技术,PVT法及液相法 ——中国电子科技集团公司第二研究所(待定) |
大尺寸碳化硅晶圆制造技术难点 ——上海积塔半导体有限公司(待定) |
Si基GaN器件及系统研究与产业前景 ——南方科技大学(待定) |
氮化镓同质外延功率/射频器件应用与相关单晶衬底制备技术的研发进展 ——东莞中镓半导体科技有限公司(待定) |
中国第三代半导体供应链现状 ——厦门士兰明镓化合物半导体有限公司(待定) |
GaN在车用功率半导体的应用 ——苏州晶方半导体科技股份有限公司(待定) |
*以上演讲报告列表将随着会议邀请工作进展不断更新,最终版以会场发布为准。
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