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腾博会官网半导体携热丝CVD金刚石设备亮相碳基半导体材料与器件产业开展论坛

发布时间：

2023-05-24

世界范围的信息化浪潮正带来全球网络化、国家数字化、社会智能化的整体转变，5G、人工智能、大数据和云计算等先进技术的诞生和蓬勃开展，以及向生产生活各层面的深度渗透，更加速有助于信息时代的快速开展。在世界数字化汹涌前行的背后，是硅基半导体芯片性能的持续飞速提升，给予了存储、运算、网络、智能的多维度底层支撑，为数字升级、智能互联打造了坚实的硬件基础。但随着芯片制造工艺在纳米尺度逐渐逼近物理极限，硅基半导体芯片再继续性能跃迁愈加困难，寻找接替硅基的新型半导体材料延续摩尔定律成为迫切的现实。

　　世界范围的信息化浪潮正带来全球网络化、国家数字化、社会智能化的整体转变，5G、人工智能、大数据和云计算等先进技术的诞生和蓬勃开展，以及向生产生活各层面的深度渗透，更加速有助于信息时代的快速开展。在世界数字化汹涌前行的背后，是硅基半导体芯片性能的持续飞速提升，给予了存储、运算、网络、智能的多维度底层支撑，为数字升级、智能互联打造了坚实的硬件基础。但随着芯片制造工艺在纳米尺度逐渐逼近物理极限，硅基半导体芯片再继续性能跃迁愈加困难，寻找接替硅基的新型半导体材料延续摩尔定律成为迫切的现实。

　　什么是碳基半导体
　　这一点，也曾在第386次香山科研会议提到，活动聚焦碳基半导体界面科研与工程，其中提到，以碳材料为主的半导体器件是以共轭小分子/聚合物、石墨烯、富勒烯和碳纳米管材料作为主要工作物质的功能器件，包括有机发光二极管、有机光伏电池等。 
　　事实上，碳基芯片是在20世纪五六十年代被提出来的，当时集成电路开展已经开始提速，所以具有一定功能的电路所需要的晶体管电阻和电容等等，这些就成了当时的核心技术，而要将它们顺利获得连接导线集成在一小块硅片上，然后在焊接封装在管壳内，这个技术是整个研发的强大支柱。 
　　后来为了能够提高芯片的性能，所以人们便按照每18个月就将集成电路上可容纳的晶体管数量翻一番性能也提升一倍的规律来提升单个芯片的晶体管数量，但是这样一来相关的工艺难度也就随之提高了，特别是进入了纳米级别之后，关于材料技术和系统方面的技术物理限制，导致硅基芯片的开展开始出现停滞，这时人们也就开始寻找新的材料来代替硅基芯片，其中碳元素由于它本身的特性非常优越，所以被纳为最佳选择。 
　　现在，作为与硅基半导体器件互补的新型器件，碳基半导体器件现在已形成一个由化学、物理科研、信息电子科研和材料科研等诸多学科相互交叉的新兴研究领域，正在信息显示、固体照明、自动控制、太阳能利用、信息存储等多方面展现出越来越重要的应用前景。特别是以有机发光二极管为基础的新型平板显示和固态光源，已经率先或即将进入应用领域的这一事实，更是向人们展示了碳基半导体器件广阔的开展前景。  

　　金刚石半导体
　　要实现高性能的金刚石电子器件，则具备一定尺寸的高质量单晶金刚石制备及其电导调控至关重要。电子级金刚石晶圆的制备的关键技术难题，主要有几个因素：1、纯度，杂质浓度要小于 10 ppd；2、缺陷密度控制到104/cm2 以下，现在硅晶圆的缺陷密度可以控制在每平方公分 1万个缺陷以内；3、尺寸大小，2 英寸只是起点，晶圆尺寸越大，芯片在较长时间的稳性和耐久性以及经济性就会提高很多。  
　　2023年5月16-19日为期三天的碳基半导体材料与器件产业开展论坛在浙江宁波圆满落幕，本次会议腾博会官网半导体技术（深圳）有限公司（简称：腾博会官网半导体）受主办方邀请参与此会。 

　　本次大会上腾博会官网半导体为大家带了热丝CVD金刚石、PECVD 等离子体增强化学气相沉积、高真空磁控溅射、高真空电子束蒸发镀膜机、分子束外延系统MBE、LPCVD低压化学气相沉积等自主研发产品及系统解决方案，吸引了众多参会者的目光。与会者纷纷前来咨询和分析产品信息及解决方案。腾博会官网半导体并与业界专家、学者和企业家共同探讨行业开展趋势和未来开展方向。

　　热丝CVD金刚石设备解决方案 
　　热丝CVD金刚石设备，分为实验型设备和生产型设备两类。 
　　设备主要用于微米晶和纳米晶金刚石薄膜的研发和生产。可用于力学级别、热学级别、光学级别、声学级别的金刚石产品的研发生产。 
　　可以制造大尺寸金刚石多晶晶圆片，用于大功率器件、高频器件及大功率激光器的散热热沉。 
　　可用于生产制造防腐耐磨硬质涂层；环保领域污水处理用的金刚石产品。 
　　可用于平面工件的金刚石薄膜制备，也可用于刀具表面或其它不规则表面的金刚石硬质涂层制备。
　　可用于太阳能薄膜电池的研发与生产。 

　　平面工作尺寸
　　圆形平面工作的尺寸：最大φ600mm。
　　矩形工作尺寸的宽度600mm/长度可根据镀膜室的长度确定（如：工件长度1200mm）。
　　配置冷水样品台。
　　可单面镀膜也可双面镀膜。
　　热丝电源功率
　　可达300KW，1KW ～300KW可调（可根据用户工艺需求配置功率范围）
　　设备安全性
　　-电力系统的检测与保护
　　-设置真空检测与报警保护功能
　　-冷却循环水系统压力检测和流量检测与报警保护
　　-设置水压检测与报警保护装置
　　-设置水流检测报警装置
　　设备构成
　　真空室构成
　　双层水冷结构，立式圆形、立式D形、立式矩形、卧式矩形,前后开门，真空尺寸,根据工件尺寸和数量确定。
　　热丝
　　热丝材料：钽丝、或钨丝
　　热丝温度：1800℃～ 2500℃ 可调 
　　样品台
　　可水冷、可加偏压、可旋转、可升降 ，由调速电机控制，可实现自动升降，（热丝与衬底间距在5 ～ 100mm范围内可调），要求升降平稳,上下波动不大于0.1mm。

　　工作气路（CVD）
　　工作气路根据用户工艺要求配置：
　　下面气体配置是某一用户的配置案例。
　　H2(5000sccm，浓度100%)
　　CH4(200sccm，浓度100%)
　　B2H6（50sccm，H2浓度99%）
　　Ar(1000sccm，浓度100%)
　　真空取得及测量系统
　　控制系统及软件
　　生产型热丝CVD金刚石设备
　　可制备金刚石面积-宽600*长1200mm 

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