分子束外延(MBE)是一種原子、分子數量級外延薄膜可控生長技術。1968年美國貝爾實驗室卓以和和John R.Arthur發明MBE技術。經過50余年的發展,MBE裝備已日趨成熟,從單片3″、4″的小尺寸科研機型向多片4×6″、7×6″的大尺寸生產機型發展,不僅成為基礎前沿材料研究的重要手段,更是固態微波射頻器件、光電器件等化合物半導體高端器件生產的關鍵工藝裝備。
近日,“2023碳化硅關鍵裝備、工藝及其他新型半導體技術發展論壇”在長沙召開。論壇在第三代半導體產業技術創新戰略聯盟的指導下,由極智半導體產業網與中國電子科技集團第四十八研究所等單位聯合組織。論壇圍繞“碳化硅襯底、外延及器件相關裝備產業創新發展”、“關鍵零部件及制造工藝創新突破”、“產業鏈上下游協同創新”、“氮化鎵與氧化鎵等其他新型半導體”,邀請產業鏈上下游的企業及高校科研院所代表深入研討,攜手促進國內碳化硅及其他半導體產業的發展。
期間,在“氮化鎵、氧化鎵及其他新型半導體”分論壇上,湖南爍科晶磊半導體科技有限公司科技部部長陳峰武分享了“分子束外延設備國產化進展及展望”主題報告。
在“超越摩爾定律”、“5G和物聯網建設”、“碳中和”等多因素驅動下,以pHEMT、HBT、VCSEL、QWIP、Micro-LED為代表的先進微電子、光電子器件對化合物半導體外延材料科研生產提出了迫切需求。目前高性能MBE裝備被國外所壟斷,主要廠商有法國Riber、美國Veeco、芬蘭DCA、德國MBE Koponenten等,其中前三者占有全球90%以上市場份額。國內以爍科晶磊、中國電科48所為代表的國產MBE廠商,通過多年發展,在小尺寸超高真空腔室設計與制造、超高真空傳動機械、原位分析與測試儀器集成等方面積累了大量經驗,3 ~6英寸MBE設備取得了技術突破并實現了商業化發展,但在大尺寸MBE裝備整機制造、核心基礎件研制、裝備批產工藝等方面與國際先進水平存在一定差距,需要加快技術攻關和產品研制,補齊產業鏈短板,為我國科技自立自強提供重要支撐。
工業應用方面,未來MBE技術與設備將進一步朝向結構大型化、襯底多片化、傳輸自動化、生產高效化方向快速發展,滿足化合物半導體MBE材料批量生產要求;前沿科學研究方面,MBE技術與裝備將繼續保持“技術輸出”角色,為新材料、新器件、新功能、新原理的發現與工程化做出新的貢獻。可以預見,MBE技術未來有可能成為Micro-LED、激光雷達LIDAR、量子計算、集成光電子等領域的行業變革者,改變未來的生活方式。
嘉賓簡介:陳峰武,男,湖南省岳陽人,1984年6月生,湖南爍科晶磊半導體科技有限公司研發生產部副部長、電科裝備技術專家、高級工程師職稱。從事分子束外延設備(MBE)、MOCVD設備的研發與產業化12余年,多次主持承擔國家重點研發計劃項目課題、裝備發展部支撐項目、湖南省高新技術創新引領項目、長沙市科技重大專項等重大項目的研發工作,產生了一批以MBE設備、MOCVD設備為代表的技術創新成果,并成功實現了成果轉化和推廣應用,取得了較好的經濟效益和社會效益。先后發表學術論文4篇,申請發明專利14項,獲授權專利7項。