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半导体工艺与制造装备技术发展趋势

时间:2024-01-22   访问量:44

     摘要:综合半导体工艺与制造装备的发展特性和今后趋势展开探究,主要从半导体产业发展优势着手,分析其整体发展趋势,重点介绍分立器件相关制造设备的技术需求,多个方面对半导体工艺及制造装备技术发展趋势进行了综述及展望。

    关键词:半导体工艺;制造装备技术;发展

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    随着时间的推移,我国各个领域在不断发展,半导体行业也不例外,成为当前世界科技的重要产业支柱之一。半导体技术的创新变革,为社会各领域产品提供有效助力。通过分析这一行业发展趋势,并就分立器件相关制造设备的实践展开论述,以此作为电子信息产业的重要基石,为今后信息技术发展提供不竭动力。

     一、摩尔定律持续演变

     大数据、云计算、物联网等新型技术逐渐以逻辑器件、存储器为代表的集成电力性能、损耗、成本等方面提出愈加严格的要求,逐步推动摩尔定律演变。比如,大数据、云计算的应用更加倾向于转换实际性能,使得移动设备、物联网等方面更加重视成本损耗等问题的出现。综合当前国际电子器件与系统技术路线图,摩尔定律不断演变,需要将集成电路每两至三年,就性能、集成度、生产成本方面的进步进行论述。以性能为例,在工作过程中,电压逐渐降低,工作频率就会增速百分之十五;基于功能损耗方面,性能不变基础上,开关损耗会减少百分之三十;针对这一材料集成度,芯片的面积就会减少百分之三十;基于其使用成本,尺寸减少的情况下,也会减少材料成本损耗。

     二、分立器件相关制造设备

   (一)第三代半导体设备

     第三代半导体设备主要围绕 Sic、Gan 材料进行并将其拓展至其他设备,比如单晶生长炉、CVD 外延设备等等。又或是结合 Sic器件所需的各类高温设备,如高温离子注入机、高温退火炉等等。另外的设备也要使用第三代半导体材料,综合相关技艺完成生产。第三代半导体设备的实践应用,主要满足晶圆尺寸逐渐增大的需求。Sic 材料和器件装备等层面,选用六英寸规格的材料成为国际标准,八英寸半导体材料则是用于商业方面;Gan 材料和器件设备等方面,和 Sic 材料器件相同的是,正在由六英寸规格朝着八英寸方向转变。Gan 自支撑托底的设备 HVPE 已经可以满足两至六英寸规格的需求。

                                                    

    (二)红外焦平面探测器制备设备

      如今红外焦平面探测设备已经发展到第三代,大多围绕碲镉汞等类超晶格材料为代表。这一设备主要使用砷化铟、锑化镓等材料生长、外延所需的特种设备如 HgCdTe 液相外延(LPE)设备、分子束外延(MBE)设备等,其他部分设备需针对红外焦平面器件工艺做定制性开发。这一基础探测设备适用于解决之间间距、超大面阵、多谱段方向发展的工艺需求,器件面阵大小将由当前的2.7K×2.7K,逐渐向4K×4K、8K×8K、30K×30K发展。包括大视场特种投影光刻、高压碲化汞单晶炉、高平整度晶片加工等一批关键工艺设备。

  (一)新型材料和相关装置设备

     就当前的情况来看,主要以氧化铝、金刚石、氧化镓等原材料为基础的半导体材料成为实践热点,也被相关领域专家学者深度探究。这一类型材料主要适用于材料设备研发、使用性能优化以及实践探索阶段。超宽禁带半导体设施主要为相关材料制备所需的晶体生长、薄膜外延设备、AlN 制备设备。主要包括用于晶体生长的PVT 设备和用于薄膜外延的高温 MOCVD 设备等。PVT 设备方面,已实现 2 英寸 AlN 单晶产业化;高温 MOCVD 设备方面,已经可以支撑 2-4 英寸衬底的高温外延生长需求。金刚石制备设备。半导体级金刚石单晶制备主要通过 CVD 法实现,可选的制备手段包括微波等离子体化学气相沉积(简称 MPCVD)法、热阴极等离子体CVD 法等。其中 MPCVD 法是目前制备高品质金刚石薄膜的首选,主要技术挑战是大尺寸金刚石薄膜的制备。氧化镓制备设备。氧化镓单晶制备可通过以下方法实现:焰熔法、光学浮区法(简称 OFZ法),其中 E-FG 法和直拉法获得的单晶质量最高,是最有前途的半导体级氧化镓单晶制备技术。迅势科技是一家在半导体清洗领域加工生产的企业,将重心放置在系统化解决高纯氟塑流体产品的设计研发,比如 PFA 高纯磁悬浮泵、阀、管、接、传感等内容。综合实际情况来看,正面临着半导体领域制裁等问题,本公司的宗旨在于打破垄断,解决技术问题,为我国半导体产业发展壮大尽自己的一份力量。迅势科技联合企业的上下游开展交流合作,解决在实际生产过程中存在的材料问题,或是终端用户的使用,加强和高校之间合作交流,并获得政府部门支持,已然成为行业里的龙头企业,迅势科技有望在今后几年内成为半导体纯氟塑流体产品生产的知名企业,并以高质量、高水准获得更多优质用户,为其提供个性化服务。

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    三、结束语

     导体技术已经走过七十多个年头,逐渐衍生出集成电路和系统、光电子分立器件(激光探测仪等等)、微波射频器件、电子元件等多种领域。综上所述,半导体工艺和制造设备领域健全完善,主要从设备尺寸缩小、新零件构造和新材料使用等方面进行,围绕原子加工技术、多元集成能力、综合新型材料等特性出发,逐步探究现代半导体工艺及制造装备技术将持续支撑整个电子信息产业的技术创新需要。


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