2016年11月15日至17日,中國科技部與北京市人民政府主辦的2016中國(北京)跨國技術轉移大會暨第三代半導體國際會議在北京國際會議中心舉行。其中,大會從技術、產業、應用等全鏈條策劃,通過高峰論壇、專題研討、應用峰會、合作論壇和創新大賽等多種形式,圍繞第三代半導體的前沿發展和技術應用設置多個專場重點討論。
11月16日,圍繞氮化鎵及其它新型寬禁帶半導體電力電子器件技術設置的專題分會,由山東大學校長、教授張榮,北京大學物理學院教授、北京大學寬禁帶半導體聯合研究中心主任張國義,美國弗吉尼亞理工大學教授、美國工程院院士Fred C. LEE聯合坐鎮,召集了全球頂級專家精英,打造一場氮化鎵等第三代半導體電力電子器件的盛會。會議現場十分火爆,受場地限制,很多與會代表都站著聽完會議,火爆程度可想而知!

會上,來自美國Veeco公司Mark Mackee分享了從單晶反應腔技術到電力電子大批量制造的GaN-Si MOCVD發展。他表示,我們對于GaN的態度也是非常熱衷的,幾年之前就做了600伏的GaN的器件的生產,我們把這個器件做了一個發布。我們雖然做了這樣的一個發布,但是我們不知道什么時候才會真正來應用這個設備。
Mark Mackee表示,我們希望不僅僅是實驗室來使用這樣的設備,我們希望有一個真正的大規模的生產和使用。這個時間,我覺得現在還是未定的,什么時候可以實現這種大規模的使用,而且我們要來推動這樣的一個進程,但是這個過程當中面臨很多的挑戰。
首先第一個就是成本。成本和硅相比,還是比較昂貴,不太有競爭性。材料的質量,它的可靠性,我們還是要繼續工作,在器件上進行優化。然后在此之上,我們來實現更高的可靠性。而且GaN的技術,它也需要一個更好的生態的系統,從這個硅的材料轉到GaN的材料,而且這中間需要很多的時間來做測試。所以整各方向是很明確的,但是要推動這樣的大量制造的話,還需要很長時間。我們希望在我們的流程當中,能夠推動這樣的一個發展。因為我們是希望能夠來通過GaN的技術,來減少成本。
那么我們怎么樣樣推動呢?首先我們看一下產出。看一下它的細分的電壓和可靠性,它的缺陷的情況,它怎么會影響到現在的缺失。還有單片反應器的成本。我們來講講MOCVD設備的情況,看一下它的一致性,穩定性還有純性、透明性和它的質量問題。這些都是可靠性的重要的關鍵因素。怎么樣來做改進呢?怎么樣把這個產品從實驗室里搬出來,真正地用到我們應用的領域。
我們現在已經做的,就是把硅這個行業的刻本拿過來,就是看硅這個行業已經做了什么。當然批量的檢測肯定是最先的一種做法,成批的這種處理,我們現在看到單晶的晶體的數量也會不斷地增加,把它變成這種單晶反應腔的技術,如何能夠大批量地生產,我們把它放到一個集成的平臺上,這樣才能夠形成低成本大批量的生產。也可以不斷地去提高它的性能、生產的流程,能夠把這樣的一個設備,性能變得更好。
其中,單晶反應腔技術,也是把它從成批的處理、分批的加工的技術來進行,但是分批加工的話,不能夠滿足我們的需求。我們所作的就是把這樣的單晶片把它變成了單晶反應腔的技術,是6腔或者是8腔的。
Mark Mackeeu總結是表示,我們要進行大配量的生產的話,必須要保證缺陷率非常低,而且要非常大的這種反應腔,把這些不同的反應腔綁定起來,最終我們所有的這個反應腔它保持的性能都能夠很好,而且很高的一致性。我們之前的實驗也看到,結果也是非常穩定的,具體輸入也要非常的干凈,不留雜質。同時,在整個過程當中,也希望做一些調整。我們談過硅和鋁達到這種適宜的溫度,也非常的容易。最后,我們才能夠有設備和器件最好的性能。最后談一下這個性能,剛才所說的穩定性,就是說所有的反應腔當中的穩定性是最重要的。如果說有一個集成性的項目的話,能夠把反應腔更好地優化,保證最后的產品的性能,減少它的缺陷率,這種批量的反應腔它成本更低。通過這些應用也能夠更加地降低成本。我們因為要和硅進行競爭,所以我們要進行批量生產,可能是要不斷地降低生產成本。
總結來說,單晶反應腔技術對于我們來說,尤其是對于硅行業來講的我們是從硅行業學習到了很多的經驗和路徑,最終的目標是實現完全的一致性。因為這樣的一個技術,也是要保證整個反應腔和反應堆它的穩定性。還有一個就是要解決微顆粒物的問題,最低成本的單晶片的技術肯定會給我們帶來最大的這種生產率。根據錄音整理,如有出入請您諒解!