基于第三代半导体碳化硅精密加工的高纯纳米氧化物材料

项目名称：基于第三代半导体碳化硅精密加工的高纯纳米氧化物材料

成果来源：物理与微电子科学学院  胡伟副教授课题组

周演时间：2021年4月2日

项目简介：

我国“十四五”规划提出要发展基于第三代半导体碳化硅的集成电路技术。以碳化硅为代表的第三代半导体具备高频、高效、高功率、耐高压、耐高温、抗辐射能力强等优越性能，契合节能减排、智能制造、信息安全等国家重大战略需求，是支撑新一代移动通信、新能源汽车、高速轨道列车、能源互联网等产业自主创新发展和转型升级的重点核心材料和电子元器件，已成为全球半导体技术和产业竞争焦点。

目前，全国已经有16个省市投入资源开发第三代半导体，其中碳化硅项目投资金额超过1300亿元。当前国内碳化硅衬底的年需求量超过110万片（导电性衬底约100万，半绝缘衬底约10万片），处于严重供不应求的状态，与此对应的碳化硅晶圆的精密加工技术也有待进一步提高和优化。现阶段，国内碳化硅晶片的表面加工多采用日本或美国进口的高硬度氧化物纳米陶瓷，该材料有着尖锐的棱角，能对晶片表面进行磨削，同时由于粒径约为0.3微米，加工精度可达0.2纳米。

项目组研发的内容为纳米氧化物颗粒的高质量制备技术，利用高温煅烧工艺，制备晶粒尺寸均一的纳米氧化物粉体材料。项目组制备的材料与日本产品相比，虽在颗粒均一性和锋利度上尚有一定差距，但颗粒尺寸可与日本产品水平媲美，且成本更低，在国产替代、新工艺线兼容、高精打磨工艺开发等方面具有明显优势和更广阔的市场前景。

图1  项目组已合成的纳米氧化物颗粒（上）与进口同类材料（下）对比，具有成本低、颗粒尺寸均匀、具有完全自主知识产权等特点。

图2 胡伟副教授（左一）来中心进行周演