在先进半导体制造流程中,等离子刻蚀、外延生长、高温氧化、湿法清洗等核心制程,是决定芯片良率与性能的核心关口。化学气相沉积(CVD)多晶碳化硅部件作为在这些制程中大量采用的关键消耗性结构件之一,其性能直接决定这些核心制程的稳定性、颗粒控制水平与最终器件良率。

国晶新材CVD-SiC零部件
相较于烧结、反应烧结等传统碳化硅制备工艺,化学气相沉积(CVD)技术是制备高端半导体用多晶碳化硅的核心主流工艺,也是适配先进半导体制程严苛工况的最优技术路径。通常是以硅源、碳源前驱体气体为原料,在高温真空沉积腔体中发生气相化学反应,使碳化硅分子逐层沉积于基底表面,形成高纯度、高致密性的多晶碳化硅涂层及块体,再经过后续精加工、表面改性、洁净处理等工序成型为终端部件。

化学气相沉积(CVD)原理(来源:网络)
依托独特的生长机制,CVD多晶碳化硅可实现近理论密度、超低杂质含量、晶粒结构均匀可控的优异性能,能够长期耐受等离子轰击、高低温交变、强酸碱腐蚀等半导体极端生产工况。但极致性能的背后,是极高的产业化技术壁垒,其整套沉积工艺对温度、气体配比、气流场分布、腔体洁净度、沉积速率等参数精度有着极高要求;同时,碳化硅材料本身高硬度、高脆性的特性,让精密加工环节极易产生亚表面损伤、微崩边等缺陷,大幅拉高量产良率控制难度......多重技术门槛叠加,让高端CVD多晶碳化硅量产技术长期被海外垄断,成为制约我国半导体装备自主可控、先进制程迭代突破的核心瓶颈。而同时,随着AI算力芯片、第三代半导体、先进封装等领域需求爆发,其国产化又是我国抢占下一代半导体产业竞争高地的核心机遇。
如何把握国产化替代窗口期构建产业核心竞争力?6月25-26日,在陕西·西安举办的CAC2026全国先进陶瓷论坛暨半导体用陶瓷专题论坛上,粉体圈特邀山东国晶新材料有限公司技术总监张千策先生分享报告《先进半导体制程用多晶碳化硅部件的工业化生产与产业挑战》,届时他将重点介绍半导体设备用多晶碳化硅部件的工业化生产实践与核心技术难点,并对行业发展趋势与国产化机遇进行分析展望。报告内容包括:
1)先进半导体制程用多晶碳化硅典型部件及应用场景;
2)CVD多晶碳化硅材料与核心部件国产化及工业化进展;
3)多晶碳化硅沉积、精密加工与表面控制关键技术及其挑战;
4)半导体用多晶碳化硅部件产业趋势与市场机遇。
报告人介绍

张千策:山东国晶新材料有限公司技术总监,国家级青年领军人才,禹城市新材料产业首席专家。张博士毕业于英国曼彻斯特大学,英国牛津大学博士后,主要研究碳化硅材料的先进制造和高端表征分析,先后获评曼大最高博士荣誉校长博士学者奖(2022)、英国材料、矿产与矿业学会特许会员(2022)、英国高等教育学会会士(2023)、美国陶瓷学会工程陶瓷部青年联络专员(2024)、牛津先进材料网络学会会员(2025)、英国工程技术学会特许工程师(2026)。
CAC西安先进陶瓷论坛会务组