松山湖材料实验室：自主设计建设的SiC外延片研发产线通过验收！

碳化硅(SiC)材料具有禁带宽度大(约Si的3倍)、热导率高(约Si的3.3倍或GaAs的10倍)、电子饱和迁移速率高(约Si的2.5倍)和击穿电场高(约Si的10倍或GaAs的5倍)等优点,是制备大功率、微波等高温高频器件的理想材料。SiC外延片是第三代半导体产业的关键材料。

目前高质量的SiC厚膜外延技术被Cree(美国)、英飞凌(德国)、昭和电工(日本)等国际著名公司垄断。大力发展SiC厚膜外延技术可弥补我们与国外的技术差距,避免在材料上形成新的“卡脖子”问题,为我国第三代半导体产业的快速发展提供有力支撑和保障。

松山湖材料实验室陈小龙研究员带领的SiC及相关材料团队克服诸多困难,历经近两年的努力,成功建设了一条SiC外延工艺研发产线。2020年7月29日,在实验室科研项目管理部组织下,验收专家组对团队的外延设备及外延片质量进行了技术验收。该外延设备的生长速度可达30-60微米/小时。对100微米外延片,其背景载流子浓度低于1×1014cm-3,表面粗糙度低于0.25 nm,膜厚均匀性偏差优于1%,载流子浓度均匀性偏差优于7%,表面缺陷密度最低可达0.05/cm2。验收专家组给予了高度评价,认为SiC及相关材料团队所生产的SiC外延片已经满足各项验收指标,该团队已经具备对外提供合格SiC外延片的能力。

SiC外延设备顺利验收和研发产线的成功建成,标志着松山湖材料实验室SiC及相关材料团队正式登上了SiC外延的舞台,成为该领域一颗冉冉升起的新星。团队将专注于大尺寸高质量SiC外延技术的研发,秉承“技术创新,全心服务”的精神,与行业上下游企业密切合作,共同推动我国第三代半导体产业的蓬勃发展。

松山湖材料实验室成立于2018年,是广东省首批启动建设的四家广东省实验室之一。由东莞市政府、中国科学院物理研究所和中国科学院高能物理研究所共建。

松山湖材料实验室定位为有国际影响力的新材料研发南方基地、未来国家物质科学研究的重要组成部分、粤港澳交叉开放的新窗口以及具有国际品牌效应的粤港澳科研中心。

松山湖材料实验室总体规划1200亩,总经费预算约120亿元,首期计划投资经费50亿元,首期占地面积约391.1亩,首期基础设施建设周期为2019年-2020年。建成后人员规模约6600人,其中固定人员2200人,研究生2200人、博士后等流动人员约2200人。

松山湖材料实验室以中国科学院物理研究所为牵头单位。实行理事会领导下的实验室主任负责制,为广东省事业单位,王恩哥院士担任理事长,汪卫华院士担任实验室主任,赵忠贤院士担任学术委员会主任。

松山湖材料实验室未来将布局材料制备与加工极限环境设施(暂拟名)大装置,基础前沿研究、公共技术平台、创新样板工厂三大核心板块,粤港澳交叉科学中心及成果转移转化中心。