设备商、用户对话:刻蚀/沉积工艺如何助力“中国芯”——2018等离子技术应用研讨会侧记
2018年5月14日

仪器信息网讯 近来,中美贸易大战的背景下,“中国芯”成为热议话题,作为一个装备和工艺高度融合的产业,设计、制造、封测、材料设备等每个关键环节都对半导体的发展起着至关重要的作用。其中,以等离子技术为基础的刻蚀、沉积和生长等工艺设备,就是半导体各项最初设计得以实现的基础。

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研讨会现场

5月8日,作为刻蚀、沉积和生长等工艺设备知名供应商,牛津仪器公司在北京主办了“2018等离子技术应用研讨会”,会议邀请来自第三代半导体联盟、北京工业大学、中国科学院半导体所的科研用户专家,以及半导体生产企业的用户专家,从工艺设备用户与供应商不同角度,对等离子技术在半导体生产/研发中应用的最新进展及存在问题进行了交流探讨。会议间隙,仪器信息网编辑也与部分专家、牛津仪器高层就半导体研究进展等进行了简单交流。

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牛津仪器等离子技术部亚洲区销售和服务副总裁Ian Wright致辞

 

关于研讨会:聚焦科研/生产热点——第三代半导体、VCSEL以及功率射频器件

中国科学院半导体所研究员刘剑认为,从半导体发展历史来看,基础研究固然重要,但是市场对应用研究的影响也非常大。基于此,本次研讨会根据当下科研、工业需求热点,选择“宽禁带半导体”(或称为“第三代半导体”)作为主题,同时,报告内容也兼顾了时下工业应用热点——垂直腔面发射激光器(VCSEL)的相关研究。

研讨会由9个专家报告组成,报告内容主要包括第三代半导体现状与趋势、具有窄谱线和高光束质量的VCSEL介绍、VCSEL相关刻蚀和沉积技术、GaN基半导体电子器件研究进展、低损伤刻蚀和沉积技术等。

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用户专家报告
(上至下,左至右:第三代半导体产业技术创新战略联盟秘书长 于坤山,北京工业大学教授 徐晨,中科院半导体所研究员 王晓亮,中科院半导体所研究员 王晓东,中科院半导体所研究员 张峰)

 

会后,据刘剑介绍,他本人与牛津仪器已经有多年的合作,近十年前与牛津仪器共同举办了第一届等离子体研讨会,后续几乎每一届的研讨会也都协助举办。他认为,作为科研用户,通过参与这种形式会议,既增进了与仪器设备企业之间的交流,也可以现场讨论一些技术问题。对于半导体生产企业用户,他们多数会有自己的研发,尤其是一些先进的器件、模块,而研讨会中探讨的一些工艺解决方案,就可以为他们的研究提供帮助。

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牛津仪器应用专家报告图

(左至右:牛津仪器Stephanie Baclet博士,杨小鹏博士,黄承扬博士)

 

我国半导体研究现状、热点如何?牛津仪器关注哪些热点?

关于当下半导体相关领域研究进展或研究热点,刘剑表示:“我之前研究领域主要在III-V族半导体材料,但最近又开始回归到传统半导体硅材料,当然也会涉猎部分III-V族半导体材料。从目前来看,类似我们这样的科研工作者,不太容易区分大家具体是做什么材料体系,基本是受一个学科进展的牵引或个人的兴趣,基于不同的材料在做相近的科研。而关于研究热点,其实这次研讨会主题内容中的第三代半导体以及垂直腔面发射激光器(VCSEL)都是当下大家比较关注的。值得一提的是,VCSEL并不是一个新的研究领域,相关研究也有多年的历史,但就是因为IphoneX用了这种3D图像技术之后,VCSEL才重新进入到大众视野。这也成为工业应用热点再次推动了相关科研的一个实例。”

中国科学院半导体所研究员张峰介绍说:“我是研究碳化硅的,领域是宽禁带半导体。因为我们国家对宽禁带半导体的布局比较早,包括碳化硅衬底材料、外延材料、器件,还有最后的封装,所以相比传统半导体领域,与世界的差距并没有那么大,也就是2-3年的时间。因此这个领域在未来五到十年内,我们国家有很大希望能够迎头赶上,甚至在某些方面可以达到世界一流的水平。”关于半导体研究热点,他认为:‘从“中兴之痛”事件我们可以看到,半导体研究或关注的热点主要是极大规模集成电路方面,在14纳米、7纳米及5纳米这些制程方面的一个进展。也就是说我们国家在这个方面跟国际的差距还比较大,目前我们实现量产是28纳米,我们希望未来能向14纳米、7纳米及5纳米靠近。但这需要产业链整体的提高,包括我们的设备、设计、器件制作工艺,及最后的封装等各个方面,这样才能够跟得上世界的发展。目前半导体研究热点主要是在设计及工艺制备这两方面。工艺制备方面又跟设备很相关,所以说这些都是紧密相连的。’

牛津仪器的刻蚀、沉积、生长等相关设备及工艺解决方案在中国半导体领域的市场占有率较高,且拥有广泛的科研及生产企业用户群。设备厂商在前沿热点把控上,在时刻保持对用户最新需求的关注基础上,职业敏锐性往往赋予他们自己的优势。那么,牛津仪器又对哪些半导体领域的热点保持关注呢?牛津仪器等离子技术部亚洲区销售和服务副总裁Ian Wright表示:“牛津仪器接下来的关注重点,不光是那些具有研发创新能力但处于初期发展阶段的企业,我们更感兴趣的是那些已经成熟的解决方案,这需要更多更稳定的设备把之前好的工艺过程重复出来。对于我们关注的产业领域,主要有两个,第一是光电子领域,比如一些手机的3D面部识别功能,这个功能其实是运用到了我们VCSEL工艺,这个工艺还可以用在无人驾驶汽车的智能测距(测距机理即安装的各种光电传感器,通过各种光电传感器件的协同合作来实现自动驾驶功能)。第二个领域是5G信号网络,该领域会用到一些比较先进的光电子、功率器件,比如,之前的功率器件是基于硅,第二代是基于砷化镓,第三代是氮化镓和碳化硅工艺,牛津仪器是从第一代到三代全覆盖的,当然我们正在着手研究更先进的第四代、第五代半导体,如氧化镓、金刚石等。”

用户与设备商协同发展,用户怎么看?牛津仪器怎么看?

在半导体领域,工艺设备对科研或企业生产是至关重要的。张峰认为:“工艺设备是一个基础,如果没有工艺设备,我们设计的东西就没办法实现,但是我们国家在这方面实际上是跟世界有一些差距的,80%-90%工艺设备需要进口。所以,工艺设备方面,我们希望与像牛津仪器这样的国外优秀厂商合作,学习他们的先进技术及经验,使我们国家逐渐掌握工艺设备的研发及生产能力。另外,从科研用户角度讲,我们也有很好的合作。我们会及时向牛津仪器反馈一些最新的需求,比如我们做氮化镓,碳化硅的时候,需要让刻蚀设备刻蚀的更精密一些(如今天会上牛津仪器介绍的原子层刻蚀技术),还有就是在原子层刻蚀与传统等离子体刻蚀结合的需求等。当然,牛津仪器也在不断努力配合我们的需求。”关于如何实现用户与设备供应商更好的合作,张峰表示:“客户可以首先提出一些需求、提供一些样品,让设备厂商提供一些解决方案,及刻蚀的结果;另外,希望设备厂商针对客户提出的新需求,如定制化的需求等,能够积极的满足。”

刘剑补充道:“从科研用户来讲,与生产用户不同的是,我们往往会提出一些特殊的需求。我们主要希望设备企业的工艺设备能够稳定,并能获得我们所需的实验结果。牛津仪器会和用户一起来开发新的工艺,接受客户提出的部分特殊需求,去单独开发一套工艺,然后结合设备一起提供给客户,这对客户研究过程中一些特殊情况是有很大帮助的。”

Ian Wright对两位老师的看法表示赞同,并表示:“总结来看,用户对我们提出的需求主要有三个方面:第一是希望我们能够把牛津仪器一些成熟的解决方案尽快的提供给他们;第二就是他们提出一些特殊需求,我们如果没有一个对应方案的话,能够配合他们一起去解决;第三,售后服务保障,作为一个合格的生产先进器件厂商,并不是说你有了一台先进的工艺设备放在那里就可以没有后顾之忧,接下来的售后服务能力也对你之后的企业发展有很重要的影响。比如设备一旦出现故障,多长时间可以解决;需要一个备件,又需要多长时间可以提供,也是客户衡量设备供应商的一个标准。在此,我敢肯定的是,牛津仪器有能力也愿意在刚才提到的三方面需求全方位与客户合作,解决客户从售前到售后的后顾之忧。”

“牛津仪器走进中国市场已经20余年,但等离子技术部门的大部分精力放在了高校院所科研用户上。为满足更广泛用户的需求,我们决定将工作重心逐渐向技术非常成熟的生产企业用户转移,增强深入合作,通过我们的设备及工艺再加上科研用户的技术来孵化出更多更新的成果。” Ian Wright继续说道。

牛津仪器等离子技术部中国区经理陈伟表示:“中国从过去的能源依赖,发展到现在成为芯片依赖社会形态,包括在各个国家国际环境的变化,都逐渐把矛盾转移到芯片研究上来。许多人认为这是一个危机,但我认为这对我们国家、对我们设备供应商都是一个机遇。现在中国在大力推广自己的芯片产业,这个过程,就需要像牛津仪器这样能够提供优秀设备、解决方案的公司来一起合作,把最新的芯片用最短时间开发出来,这样中国就不必再受制于人。”关于中国市场,他表示:“中国始终是牛津仪器十分重视的市场所在,公司也愿意投入更多的财力、物力到中国市场上来,接下来,牛津仪器将加强与用户的合作。如我们现在正在和一些客户讨论,以共建实验室的方法,来让客户在这方面有更快的突破,帮助一些有潜力客户实现量产。另外,如Ian Wright所说我们更加重视科研客户的同时,对于生产企业客户,我们也会不断加大服务力度,比如,近两年我们相关的售后服务团队就增加了一倍。”

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(右一:牛津仪器等离子技术部亚洲区销售和服务副总裁Ian Wright;右二:牛津仪器等离子技术部中国区经理陈伟)

牛津仪器将继续以支持中国科学研究发展为己任,为中国广大科研人员提供高性能、高可靠性的产品;同时我们遍布全国的服务团队也可以为用户提供系列服务套餐,包括配件和耗材、延保合同、产品培训、服务维修和技术支持等。

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