鵬城半導體攜熱絲CVD金剛石設備亮相碳基半導體材料與器件產業發展論壇

世界範圍的信息化浪潮正帶來全球網絡化、國家數字化、社會智能化的整體轉變,5G、人工智能、大數據和雲計算等先進技術的誕生和蓬勃發展,以及向生產生活各層面的深度滲透,更加速推動信息時代的快速發展。 在世界數字化洶湧前行的背後,是矽基半導體芯片性能的持續飛速提升,提供了存儲、運算、網絡、智能的多維度底層支撐,為數字升級、智能互聯打造了堅實的硬件基礎。 但隨著芯片製造工藝在納米尺度逐漸逼近物理極限,硅基半導體芯片再繼續性能躍遷愈加困難,尋找接替硅基的新型半導體材料延續摩爾定律成為迫切的現實。

什麼是碳基半導體
這一點,也曾在第386次香山科學會議提到,活動聚焦碳基半導體界面科學與工程,其中提到,以碳材料為主的半導體器件是以共軛小分子/聚合物、石墨烯、富勒烯和碳納米管材料作為主要工作物質的功能器件,包括有機發光二極管、有機光伏電池等。
事實上,碳基芯片是在20世紀五六十年代被提出來的,當時集成電路發展已經開始提速,所以具有一定功能的電路所需要的晶體管電阻和電容等等,這些就成了當時的核心技術,而要將它們通過連接導線集成在一小塊硅片上,然後在焊接封裝在管殼內,這個技術是整個研發的強大支柱。
後來為了能夠提高芯片的性能,所以人們便按照每18個月就將集成電路上可容納的晶體管數量翻一番性能也提升一倍的規律來提升單個芯片的晶體管數量,但是這樣一來相關的工藝難度也就隨之提高了,特別是進入了納米級別之後,關於材料技術和系統方面的技術物理限制,導致硅基芯片的發展開始出現停滯,這時人們也就開始尋找新的材料來代替硅基芯片,其中碳元素由於它本身的特性非常優越,所以被納為最佳選擇。
目前,作為與硅基半導體器件互補的新型器件,碳基半導體器件目前已形成一個由化學、物理科學、信息電子科學和材料科學等諸多學科相互交叉的新興研究領域,正在信息顯示、固體照明、自動控制、太陽能利用、信息存儲等多方面展現出越來越重要的應用前景。 特別是以有機發光二極管為基礎的新型平板顯示和固態光源,已經率先或即將進入應用領域的這一事實,更是向人們展示了碳基半導體器件廣闊的發展前景。

金剛石半導體
要實現高性能的金剛石電子器件,則具備一定尺寸的高質量單晶金剛石製備及其電導調控至關重要。 電子級金剛石晶圓的製備的關鍵技術難題,主要有幾個因素:1、純度,雜質濃度要小於 10 ppd;2、缺陷密度控制到104/cm2 以下,目前矽晶圓的缺陷密度可以控制在每平方公分 1萬個缺陷以內;3、尺寸大小,2 英寸只是起點,晶圓尺寸越大,芯片在較長時間的穩性和耐久性以及經濟性就會提高很多。
2023年5月16-19日為期三天的碳基半導體材料與器件產業發展論壇在浙江寧波圓滿落幕,本次會議鵬城半導體技術(深圳)有限公司(簡稱:鵬城半導體)受主辦方邀請參與此會。

本次大會上鵬城半導體為大家帶了熱絲CVD金剛石、PECVD 等離子體增強化學氣相沉積、高真空磁控濺射、高真空電子束蒸發鍍膜機、分子束外延系統MBE、LPCVD低壓化學氣相沉積等自主研發產品及系統解決方案,吸引了眾多參會者的目光。 與會者紛紛前來諮詢和了解產品信息及解決方案。 鵬城半導體並與業界專家、學者和企業家共同探討行業發展趨勢和未來發展方向。

熱絲CVD金剛石設備解決方案
熱絲CVD金剛石設備,分為實驗型設備和生產型設備兩類。
設備主要用於微米晶和納米晶金剛石薄膜的研發和生產。 可用於力學級別、熱學級別、光學級別、聲學級別的金剛石產品的研發生產。
可以製造大尺寸金剛石多晶晶圓片,用於大功率器件、高頻器件及大功率激光器的散熱熱沉。
可用於生產製造防腐耐磨硬質塗層;環保領域污水處理用的金剛石產品。
可用於平面工件的金剛石薄膜製備,也可用於刀具表面或其它不規則表面的金剛石硬質塗層製備。
可用於太陽能薄膜電池的研發與生產。

平面工作尺寸
圓形平面工作的尺寸:最大φ600mm。
矩形工作尺寸的寬度600mm/長度可根據鍍膜室的長度確定(如:工件長度1200mm)。
配置冷水樣品台。
可單面鍍膜也可雙面鍍膜。
熱絲電源功率
可達300KW,1KW ~ 300KW可調(可根據用戶工藝需求配置功率範圍)
設備安全性
-電力系統的檢測與保護
-設置真空檢測與報警保護功能
-冷卻循環水系統壓力檢測和流量檢測與報警保護
-設置水壓檢測與報警保護裝置
-設置水流檢測報警裝置
設備構成
真空室構成
雙層水冷結構,立式圓形、立式D形、立式矩形、臥式矩形,前後開門,真空尺寸,根據工件尺寸和數量確定。
熱絲
熱絲材料:鉭絲、或鎢絲
熱絲溫度:1800℃~ 2500℃ 可調
樣品台
可水冷、可加偏壓、可旋轉、可升降 ,由調速電機控制,可實現自動升降,(熱絲與襯底間距在5 ~ 100mm範圍內可調),要求升降平穩,上下波動不大於0.1mm。

工作氣路(CVD)
工作氣路根據用戶工藝要求配置:
下面氣體配置是某一用戶的配置案例。
H2(5000sccm,濃度100%)
CH4(200sccm,濃度100%)
B2H6(50sccm,H2濃度99%)
Ar(1000sccm,濃度100%)
真空獲得及測量系統
控制系統及軟件
生產型熱絲CVD金剛石設備
可製備金剛石面積-寬600*長1200mm

新聞中心
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