中央大学技术全球首创 台半导体晶圆更轻薄

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【大纪元2021年01月20日讯】(大纪元记者江禹婵台北报导)2020 年因全球疫情以及美中贸易战的影响,使得台湾特定产业蓬勃发展,其中又以半导体供应链最为活跃。台湾中央大学与业界共同开发,研发出新的硅基氮化镓晶圆磊晶技术,突破大面积,减少厚度,并进入量产阶段,此技术为全球首创,预计将带领台湾半导体供应链迈进一个新里程碑。

国立中央大学光电系教授陈昇晖,以及国家实验研究院台湾仪器科技研究中心陈维钧博士合作,携手中央大学之育成培育企业“进化光学有限公司”共同开发,研发出新的硅基氮化镓晶圆磊晶技术。

磊晶(Epitaxy),是指一种用于半导体器件制造过程中,在原有晶片上长出新结晶以制成新半导体层的技术。 此技术又称磊晶成长(Epitaxial Growth),或指以磊晶技术成长出的结晶,有时可能也概指以磊晶技术制作的晶粒。

台湾中央大与进化光学有限公司,新研发的8吋硅基氮化镓晶圆,不但突破大面积,更可进入量产阶段,将带领台湾半导体供应链迈进一个新里程碑。(中央大学提供)

中央大学表示,碳化硅主要着重在电动车或高变电系统的晶片,而氮化镓则在快充及射频领域;为了符合现在晶圆厂的制程尺寸及降低成本,都希望将碳化硅晶圆、氮化镓晶圆做到8吋或12吋的大小,但目前只有氮化镓能够磊晶在异质材料上,并且使用硅晶圆,都具有一定厚度。

进化光学黄耀贤董事长则提到,硅晶圆最麻烦的地方是在,不论是使用氧化物或氮化物在硅晶圆上成长缓冲层,都会与硅原子反应成非晶的氧化硅或氮化硅,使得磊晶的基础受到极大的影响。

这过程中,都需要透过好几微米厚的缓冲层,来得到较佳的结晶品质,进而再成长氮化镓薄膜,最后整体厚度往往超过8微米。

因此透过材料工程的手段来减少非晶薄膜的生成,使得缓冲层的品质可以接近蓝宝石晶圆上的氮化铝,在这种基础之上则可以大幅减少缓冲层厚度,以及氮化镓厚度。

进化光学的业务副总詹世豪博士表示,经过计算,透过低温磊晶技术能够快速生成8至12吋的硅基氮化镓晶圆,透过物理动能的薄膜沉积技术,薄膜均匀性比气流式的MOCVD磊晶技术还要好,晶圆面积的元件利用率可高达9成以上,大幅降低晶圆生产成本,目前此技术是全球首创。

责任编辑:李沐恩#

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