外延膜

随着半导体市场,，特别是化合物半导体市场的逐步开放和增长，作为化合物半导体研发中相关材料制备的关键仪器，MBE、MOCVD等薄膜沉积与外延设备的市场也在逐年增长和扩大中，不论是海外品牌还是国产品牌，近几年的市场规模都在逐年扩大。由于高校的管理模式及制度，这些仪器设备大多养在“深闺”，大量科研资源潜能没有得到充分发挥。为解决这个问题并加速释放科技创新的动能，中央及各级政府在近几年来制订颁布了关于科学仪器、科研数据等科技资源的共享与平台建设文件。2021年1月22日，科技部和财政部联合发布《科技部 财政部关于开展2021年度国家科技基础条件资源调查工作的通知（国科发基〔2020〕342号）》，全国众多高校和科研院所将各种科学仪器上传共享。其中，对化合物半导体薄膜沉积与外延设备的统计分析或可一定程度反映科研领域相关仪器的市场信息（注：本文搜集信息来源于重大科研基础设施和大型科研仪器国家网络管理平台，部分仪器品牌信息不全则根据型号等信息补全，不完全统计分析仅供读者参考）。共享化合物半导体薄膜沉积与外延设备分布北京市共享化合物半导体薄膜沉积与外延设备分布本次统计，共涉及化合物半导体薄膜沉积与外延设备的总数量为184台，涉及23省（直辖市/自治区），73家单位。其中，北京市共享设备数量最多达64台，占比35%，涉及14所高校院所，北京如此高的占比主要是由于其科研院所较多，产品也主要用于科研领域。共享仪器平台主要来自科研用户上传并服务于科研用户，也因此该类仪器设备主要分布于科研院所众多的北京市。从北京市的分布情况来看，其主要分布于高校集中的海淀区，该地区共有60台共享设备。化合物半导体材料制备设备主要有MBE和MOCVD。从统计中可以看出，MBE在科研领域中的占比较大，高达73%，MOCVD占比为21%。MBE由于其外延生长时间长，大批量生产性差，对真空条件要求高，目前还无法大规模用于工业化生产中，又由于其可原位观察单晶薄膜的生长过程等优势，主要用于进行生长机制的研究，图中比例仅代表科研领域中的分布情况。虽然MBE成膜质量好，但生产效率低，因此在工业领域中，MOCVD占据主流。不过近年来，众多厂商和科研人员一直在致力于MBE技术的产业化，信息显示，北京意莎普科技发展中心有限公司近年来在推进MBE分子束外延片研发及产业化建设项目。还有知情人士称，深圳地区有人做相关产业化，一次性买入几十台MBE，做2寸的晶圆，做出来多少，就有人收多少。相关仪器设备所属学科领域分布从仪器所属学科领域分布可以看出，这些仪器设备主要用于物理学和材料科学研究，占比分别为36%和32%。需要注意的是，以上统计存在交叉分布的情况，即该仪器同时属于多类学科领域，实际上材料科学和物理学研究具有很大的重合度。化合物半导体薄膜沉积与外延设备TOP5品牌MOCVD设备中Aixtron占比那么这些仪器主要有哪些品牌呢？整体来看，化合物半导体薄膜沉积与外延设备中，沈阳科仪、Aixtron和Omicron占比最高，其中沈阳科仪MBE和MOCVD产品均有涉及，Aixtron则聚焦MOCVD设备，Omicron聚焦MBE产品。MBE产品的品牌占比可参考【这类仪器本土品牌在崛起——全国共享MBE盘点】。进一步统计分析了MOCVD的品牌构成，发现MOCVD主要以德国Aixtron的产品为主，占比高达49%。需要注意的是德国Aixtron集团在英国有子品牌Thomas Swan，本次统计未归入Aixtron中。Aixtron是一家总部位于德国的欧洲技术公司，专门为半导体行业的客户制造金属有机化学气相沉积（MOCVD）设备。2016年10月，中国福建大芯片投资基金LP希望收购Aixtron，但德国经济部撤回了对该收购的批准。Axitron与SemiLEDs在2009年5月就合作开发出6寸蓝光LED芯片，在6x6寸AIX 2800G4 HT MOCVD反应炉的结构上，产量增加约30%(相较于传统42x2-inch的架构)，不但均匀性较好，也减少了边缘效应。不过就现阶段而言，大多数的困难仍然在于6寸的基板价格偏高与外延片切割技术的挑战。AIXTRON公司最先进的独特的行星转盘技术应用在大型G4 2800HT 42*2”以及Thomas Swan(1999年被AIXTRON收购) CCS Crius 30*2” MOCVD系统，使得Aixtron的MOCVD设备被公认为世界上技术和商业价值最完美的结合。设备品牌所属国家分布那么这些仪器主要来自于哪些国家呢？统计结果表明，此类产品以德国品牌居多，占比达32%，其次为国产品牌，可以看出中国产品正在崛起。本次统计主要涉及牛津、Aixtron、Thomas Swan、沈阳科仪、Emcore、中科宏微、Veeco、Omicron、TSST、SPECS、MBE-Komponenten GmbH、DCA、VG、Unisoku、SVTA、国成仪器、RIBER、Neocera、大连齐维科、上海实路、KurJ.Lesker、青岛精诚华旗、湖南顶立、EPGRESS等品牌。

盖泽华矽半导体科技（上海）有限公司（以下简称：盖泽半导体）继向多家客户批量交付8、6寸（硅/碳化硅）外延膜厚量测设备后，年初又与国内知名头部晶圆生产企业签订12寸Online外延膜厚量测设备订单。近日，盖泽半导体宣布，由公司自主开发的，12寸量测设备GS-A12X即将交付。该设备为国内首台12寸Online外延膜厚量测设备，可精确测量多种晶圆材料外延膜厚，并可确保测量的精准性、安全性。晶圆制备包含了衬底制备和外延工艺两大环节，外延是指在单晶衬底上生长一层新单晶的过程。外延工艺可能受到各种条件因素影响出现厚度不均的情况，如衬底温度、反应腔气压、反应生长物及晶圆片表面清洗过程等。如果外延厚度不均位于晶圆片表面制作晶体管器件的有源区域，将导致器件失效。所以晶圆在通过外延工艺制备后，使用膜厚测量设备对外延的厚度均匀性进行测量尤为重要。GS-A12X使用了行走轴双臂洁净机械手，同时测量单元使用全新设计的Stage平台，可选择吸附或者夹持方式，更大程度上兼容客户应用场景，双臂机械手和Stage的配合，使得GS-A12X测量效率提高至少30%；气浮平台的设计应用减少了震动对于测量的影响，使得测量数据更加稳定；GS-A12X设备整体使用模块化设计，减少了开发周期，提高了装配效率，缩短了设备的维护时间，定制化设计让GS-A12X更懂客户。该设备基于FTIR红外光谱技术，可以在线监测晶圆外延制造过程中的实时数据，并提供高精度的测试结果。其主要特点包括以下方面：高效快速：采用快速扫描技术，能够在短时间内获得高精度的测试数据，提高生产效率；非侵入式检测：采用红外光谱技术，不会对晶圆造成任何损伤和影响，保证测试数据真实可靠；可靠性高：采用优质材料和先进技术，保证设备稳定性和可靠性；数据分析：设备自带数据分析软件，可以实现数据可视化，帮助用户更好地理解晶圆的性能和特性；定制化功能开发：针对客户应用的痛点定制开发，让系统更懂客户。Online在线技术本次交付的设备增加了Online在线技术。该设备遵循SEMI标准协议，可无缝连接客户OHT/MES等系统。同时，设备实现检测自动化控制，具备智能化控制和自动化运行功能，降低人力成本，提高生产效率。大尺寸晶圆检测技术相比6、8寸晶圆量测设备，12寸晶圆量测设备在自动化、通讯、算法等多个方面都需要更高的技术支持，全新推出的GS-A12X设备打破专业壁垒，使用更先进的检测技术，满足晶圆厂对12寸大尺寸晶圆的检测需求，帮助晶圆厂降本增效。近年来，国家层面始终坚定地强调集成电路产业的重要性和产业链自主可控的必要性，并从政策和市场两方面推动行业发展，半导体产业本土化已成为趋势。盖泽半导体专注于半导体前道量测设备的研发及应用，赋能中国半导体行业智能制造。

近日，据华矽盖泽半导体科技（上海）有限公司（以下简称“盖泽半导体”）消息，其自主研发生产的SiC外延膜厚测量设备GS-M06Y已正式交付客户。消息显示，GS-M06Y将应用于半导体前道量测，主要针对硅外延/碳化硅外延层厚度进行测量。GS-M06Y设备采用了盖泽半导体自主研发的高精算法、Load Port、控制软件以及FTIR光路系统。据悉，该公司自主研发的FTIR光路系统，可快速检测晶圆厚度，实现了扫描速度快、分辨率高、灵敏度高等需求。值得一提的是，此次出货的设备与以往不同，此台设备运用盖泽半导体最新研发的碳化硅外延检测技术，可对碳化硅外延精准测量，是继盖泽半导体9月硅外延检测设备出货后，公司的又一里程碑。盖泽半导体不仅突破了SiC外延检测技术，还可实现一代半导体（硅外延6英寸&8英寸&12英寸）、二代半导体（砷化镓、磷化铟衬底外延4英寸&6英寸&8英寸）、三代半导体（碳化硅外延4英寸&6英寸&8英寸、氮化镓外延）、SOI片顶层硅6英寸&8英寸&12英寸，以及锗硅外延制程工艺中不同的外延层厚度测量。