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。

采用一定方法,使处于某种状态的一种或几种物质(原材料)的基团以物理或化学方式附着于衬底材料表面，在衬底材料表面形成一层新的物质，这层新物质就是薄膜。薄膜制备的方法众多，其中薄膜沉积与外延技术已成为其中的主流，特别是在半导体产业中，占据着重要的地位。薄膜沉积是半导体器件制造过程中的一个重要环节可以在晶圆上生长出 各种导电薄膜层和绝缘薄膜层为后续工艺打下基础。根据工作原理不同，薄膜沉积工艺可分为物理气相沉积 （PVD）、化学气相沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）三大类，所需的设备是薄膜沉积设备。根据Maximize Market Research数据，全球薄膜沉积设备整体规模稳定增长，2020年市场 规模为172亿美元，受益于Foundry厂、存储、AMOLED以及太阳能电站等需求的增加，预计到2025年将达到340亿美元。分类型来看，CVD设备应用最广，占比57%；其次是PVD，占比为25%；ALD及其他镀膜设备占比18%。而外延就是在单晶衬底上淀积一层薄的单晶层。新淀积的这层称为外延层。外延为器件设计者在优化器件性能方面提供了很大的灵活性，例如可以控制外延层掺杂厚度、浓度、轮廊，而这些因素是与硅片衬底无关的。这种控制可以通过外延生长过程中的掺杂来实现。外延层还可以减少CMOS器件中的闩锁效应。针对于此，仪器信息网拟于2021年9月23日举办“薄膜沉积与外延技术与应用”主题网络研讨会，依托“网络讲堂”栏目，邀请业内专家以及技术人员参与本次网络研讨会，就薄膜沉积与外延技术与应用等话题共同探讨，为广大从事薄膜沉积与外延技术研发等方面的专家学者和技术人员提供一个交流的空间。会议由牛津仪器赞助。牛津仪器是一家世界领先的高科技系统设备供应商。设计制造的设备可以在原子和分子层面，制造、分析和操控物质，并广泛应用于研究和工业领域为客户提供完美的解决方案。会议报名链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/cvd2021/会议日程：

2021年9月23日，由仪器信息网主办的“薄膜沉积与外延技术与应用”主题网络研讨会成功举办，会议进行了了4个精彩报告，吸引领域内近400位听众报名参会。采用一定方法，使处于某种状态的一种或几种物质的基团以物理和化学方法附着于衬底材料表面形成一种新的物质，这层新物质就是薄膜。薄膜的制备主要技术包括薄膜沉积和外延技术。薄膜沉积和外延技术是半导体制造工艺中的非常重要的技术。基于此，仪器信息网于2021年9月23日举办了本次“薄膜沉积与外延技术与应用”主题网络研讨会，依托“网络讲堂”栏目，邀请业内专家以及技术人员参与本次网络研讨会，就薄膜沉积与外延技术与应用等话题共同探讨，为广大从事薄膜沉积与外延技术研发等方面的专家学者和技术人员提供了一个交流的空间。本次会议，邀请到云南大学杨鹏教授、牛津仪器科技（上海）有限公司高级应用科学家刘志文博士、中国科学院半导体研究所王晓东研究员和中国科学院微电子研究所杨妍研究员做报告，受到牛津仪器科技（上海）有限公司的大力支持，会议过程中，听众积极参与，直播间氛围热烈。会议的4个报告，经征求报告嘉宾意见，3个报告将设置视频回放（“薄膜沉积与外延技术与应用”主题网络研讨会），便于广大网友温故知新，详情见下表：2021年9月23日上午报告题目报告嘉宾链接几种二维及少层材料的生长与物性表征杨鹏云南大学 教授回放链接如何用原子力显微镜评价高质量薄膜刘志文牛津仪器科技（上海）有限公司 高级应用科学家回放链接离子束溅射镀膜技术及其应用王晓东中国科学院半导体研究所 研究员不回放硅光芯片工艺流程及对薄膜工艺的需求杨妍中国科学院微电子研究所 研究员回放链接

二维 (2D) 材料，特别是石墨烯和氮化物的异质集成，为半导体器件提供了新的机遇，在制备柔性可穿戴设备，以及可转移电子和光子器件领域有广泛的应用前景。由于石墨烯表面自由能低，氮化物在石墨烯表面不易成核，采用等离子体预处理或者生长缓冲层的方法难以获得高质量的单晶氮化物。最近，一种新的外延技术——远程外延有望解决这一难题。该技术是利用石墨烯的“晶格透明性”，衬底和外延层产生远程的静电相互作用，通过这种相互作用，外延层透过石墨烯可以“复制”衬底的晶格信息，从而保证外延层的晶格取向一致性。然而，关于氮化物远程外延的生长机制和界面作用关系的相关报道还较少。中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究团队在《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊上发表了题为“Long-Range Orbital Hybridization in Remote Epitaxy: The Nucleation Mechanism of GaN on Different Substrates via Single-Layer Graphene”的文章。文章第一作者为博士研究生屈艺谱，合作者为徐俞副研究员、徐科研究员以及苏州大学曹冰教授。该团队采用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)在两种覆盖单层石墨烯（SLG）的极性衬底（Al2O3和AlN）上实现了氮化镓成核层（GaN NLs）的远程外延。研究发现，衬底极性对石墨烯上GaN的成核密度，表面覆盖率和扩散常数起着关键作用。考虑到表面覆盖和衬底污染引起的成核信息差异，通过缩放的成核密度校正了这种误差，得到了衬底极性和GaN成核密度的对应关系。结晶特性分析表明，衬底和外延层的界面外延关系不受单层石墨烯的影响，与传统外延的取向关系一致。为了揭示成核信息差异背后的物理机理，通过理论计算作者发现衬底增强了单层石墨烯上的Ga和N原子的吸附能，且极性较强的AlN相比Al2O3的吸附能更大，AlN和吸附原子Ga之间存在更高的差分电荷密度(CDD)。进一步通过分波态密度(PDOS)分析发现，尽管吸附原子Ga和衬底相距4-5Å，Al2O3和AlN中Al-3p和Ga-4p轨道在费米能级附近仍存在轨道杂化。作者认为在远程外延中，单层石墨烯的存在不影响衬底和吸附原子之间的化学相互作用，这种远程轨道杂化效应正是在极性衬底上远程外延GaN NLs的本质。通过导电胶带可以轻松剥离GaN NLs，而且剥离后的衬底表面没有机械损伤，有望发展一种高质量衬底的低成本制备技术。图1. SLG/Al2O3和SLG/AlN两种衬底的GaN NLs的SEM图，不同的量化指标分析了成核信息的差异 图2. GaN/SLG/Al2O3和GaN/SLG/AlN两种体系表面形貌的SEM图，面外和面内取向关系的XRD图 图3. GaN/SLG/Al2O3和GaN/SLG/AlN两种体系的界面微观特性的HR-TEM图图4. 吸附原子Ga和N在SLG、SLG/Al2O3和SLG/AlN三种体系上的吸附能，Ga在三种体系上的CDD和PDOS图5. 使用导电胶带剥离GaN NLs，剥离后GaN背部和衬底表面的石墨烯拉曼信号图综上，该研究工作讨论了在石墨烯调控的氮化镓远程外延机理，创新性的提出了远程轨道杂化的概念，充分探讨了GaN和衬底之间的界面关系和界面耦合特性，揭示了远程外延的物理和化学机理，为快速、大面积制备单晶GaN薄膜拓宽了思路。这项工作得到了国家自然科学基金国家重点项目（No. 61734008，No. 62174173）的资助。

近日，又有两个碳化硅相关项目披露了最新进展，分别为瑞福芯科技车规级SiC半导体功率模块产业化项目和纳设智能南通新生产基地项目，两个项目总投资超10亿元。车规级SiC半导体功率模块产业化项目签约8月13日，据瑞福芯科技官微消息，瑞福芯科技总经理周旭光与协同创新基金管理有限公司董事长李万寿及总经理丘炜雄、中科院先进研究院中科中孵总经理涂乐平、桉森芯（上海）微电子有限公司董事长陈建璋于8月9日组成项目调研团，一起就瑞福芯科技“车规级SiC半导体功率模块产业化项目”落地江苏东台高新区进行投资实地考察。source：瑞福芯科技考察后，瑞福芯科技与江苏东台高新区签定了《车规级SiC半导体功率模块产业化项目战略合作框架协议》。瑞福芯科技拟落地江苏东台高新区，投资10-15亿元建设第二研发中心和产业化生产基地，首期启动资金投入1亿元。资料显示，瑞福芯科技成立于2022年10月，注册资本1000万人民币，经营范围含半导体分立器件制造、半导体分立器件销售、电子元器件制造、电力电子元器件制造等。碳化硅业务进展方面，瑞福芯科技在去年2月与爱仕特签署战略合作协议，共同推动SiC功率模块在新能源汽车领域的应用。据悉，瑞福芯科技已建立预计年产30万只的模块工厂，主要产品为车用SiC MOS功率模块。基于双方签署的战略合作协议，在未来数年内瑞福芯科技生产的SiC MOS模块将全部采用爱仕特的SiC MOS芯片，爱仕特将为瑞福芯科技批量供应车用功率模块所需的1200V/17mΩ及1700V/17mΩ的SiC MOS芯片，并协助瑞福芯科技建设模块工厂，保证其后续的量产需求。纳设智能南通新生产基地环评获批8月5日，据南通高新区消息，纳设智能位于南通市南通高新技术产业开发区双福路126号半导体光电产业园N2栋1F、4F的厂房近日获得环评审批。环评信息显示，该项目总投资6000万元，通过购置超声波清洗机、电加热烤箱、光学装配平台、氦检仪、CV测试仪等生产设备进行CVD外延设备生产，项目建成后，预计形成年产R02型号CVD外延设备230台、R04型号CVD外延设备220台的生产能力。source：纳设智能在碳化硅外延设备细分领域，纳设智能6英寸碳化硅外延设备在2023年已批量出货给多家外延客户，也获得了批量验收，业绩相较于2022年增长了10倍。在6英寸碳化硅外延设备出货基础上，纳设智能研发并交付了8英寸碳化硅外延设备，其具备独特的反应腔室设计、可独立控制的多区进气方式等特点，将更好的提高外延片的均匀性，降低外延缺陷及生产中的耗材成本。目前，该设备已销售给多个客户。在碳化硅衬底细分领域，纳设智能自主研发的首台原子层沉积设备在完成所有生产和测试流程后，于今年1月顺利出货。原子层沉积（Atomic Layer Deposition，简称ALD）是一种薄膜沉积技术，可归于化学气相沉积大类。相对于一般化学气相沉积，其具有独特的表面自限制化学效应，因而可以逐个原子层生长各种化合物或单质薄膜材料，实现更精确的厚度控制，可用于各类衬底材料的薄膜沉积。

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 材料对于推动生产力发展和社会进步起着举足轻重的作用。关键材料的研发周期更是直接决定了相关领域的发展进程。材料基因组技术的出现为快速构建精确的材料相图，缩短材料的研发周期带来了希望。 /p p 　　中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心技术部电子学仪器部郇庆/刘利团队一直致力于科研仪器装备的自主研发 超导国家重点实验室金魁/袁洁团队专注于基于高通量组合薄膜技术的新超导体探索和物理研究。两团队经多年合作成功研制并搭建了一台高通量连续组分外延薄膜制备及原位局域电子态表征系统。作为目前国际上最先进的第四代高通量实验设备，审稿人和项目验收专家组均给予了高度评价，认为该设备实现了研究应用和核心技术上的创新突破，解决了现有技术的诸多缺陷和不足，将成为材料基因研究的重要工具，并有望在推动多个领域的前沿研究中发挥重要作用。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/042ce1da-8ab9-46b9-8bb1-eb602327463f.jpg" title=" 组合激光分子束外延-扫描隧道显微镜联合系统：(a)三维设计图；(b) 实物照片.jpg" alt=" 组合激光分子束外延-扫描隧道显微镜联合系统：(a)三维设计图；(b) 实物照片.jpg" / /p p style=" text-align: center " 组合激光分子束外延-扫描隧道显微镜联合系统：(a)三维设计图；(b) 实物照片 /p p 　　该系统采用的关键技术为研发团队首次提出，核心部件均自主研发，具备多项独特优点： /p p 　　1)采用专利的旋转掩膜板设计，避免累积误差和往复运动的问题，大大提高了系统运行精度和稳定性 /p p 　　2)特殊设计的STM扫描头能够实现大范围XY移动(& gt 10 mm)和高精度定位(定位精度优于 1 μm) 3)完备的传递设计可实现样品、针尖、靶材的高效传递，并易于未来功能扩展。 /p p 　　该仪器研发历时4年多，设计版本多达50多个，并完成了全面的性能测试。他们利用自研系统制备了高质量的梯度厚度FeSe样品，得到可靠的超导转变温度随厚度的演变关系。在HOPG样品、金单晶样品、BSCCO样品以及原位生长FeSe样品表面均获得了高清原子分辨图像，并测量了BSCCO样品局域超导能隙扫描隧道谱。目前，该系统已用于研究高温超导机理问题和新型超导材料探索。 /p p 　　组合薄膜制备技术作为材料基因组核心技术之一经历了三个发展阶段，即共磁控溅射技术、阵列掩膜板技术和组合激光分子束外延技术。目前，组合薄膜生长往往采用往复平行位移掩膜板的方式，这样不可避免造成累积误差，直接影响到薄膜制备过程中组分控制的精度。此外线性掩膜板反复变向及加减速操作也会加速机械部分磨损，降低系统稳定性。另一方面，目前对组合薄膜高通量快速表征技术也存在不足，很多传统方法无法直接用于组合薄膜表征。以扫描隧道显微镜(STM)为例，其对样品表面清洁度具有很高的要求，通常需要原位解理或制备样品 此外，有限的样品移动范围和不具备精确定位功能限制了STM在组合薄膜表征上的应用：大多数商业化STM样品移动范围一般仅为数毫米且不具备定位功能。对于连续组分薄膜性质的研究来说，实际的测量位置与样品组分是一一对应的，失去了位置坐标就失去了组分的信息。因此，发展更加精确的高通量薄膜制备和原位表征手段十分必要，并对包括超导材料在内的多个前沿研究领域具有重要意义。 /p p 　　 /p p br/ /p

近期中国科学院院士、北京大学/北京石墨烯研究院院长刘忠范、中科院半导体所研究员刘志强、北京大学物理学院研究员高鹏等合作，提出了一种纳米柱辅助的范德华外延方法，利用金属有机化学气相沉积（MOCVD），国际上首次在玻璃衬底上成功“异构外延”出连续平整的准单晶氮化镓（GaN）薄膜，并制备蓝光发光二极管（LED）。相关成果7月31日发表于《科学》子刊《科学进展》。半导体产业是科技自立自强的底层保障。在全球信息化、5G时代以及新冠肺炎疫情的影响下，以III族氮化物为代表的先进半导体迎来发展的高峰期。一直以来，我国氮化物核心材料、器件的原始创新能力较为薄弱，核心专利技术不足。同时，由于缺乏同质衬底，氮化物材料一直通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）在蓝宝石、硅、碳化硅等单晶衬底上进行异质外延。单晶衬底的尺寸、成本、晶格失配、热失配、导热导电性等限制了氮化物材料的发展。因此，摆脱传统衬底限制是氮化物材料制备的瓶颈问题，也是通过自主创新引领先进半导体产业发展的的关键。研究人员巧妙地利用石墨烯解决了该问题。他们在生长初期，利用石墨烯的晶格来引导氮化物的晶格排列，在非晶玻璃上也实现了高质量氮化物的外延。通常，玻璃上生长的氮化物上是完全杂乱无序的多晶结构。石墨烯的晶格引导作用使得玻璃上的氮化物的面外取向完全一致，面内取向也由通常的随机取向被限制成三种，从而得到了高质量的准单晶薄膜。他们进一步生长了蓝光LED结构，其内量子效率高达48.7%。此外，他们充分利用界面处弱的范德华作用力，将生长的外延结构机械剥离并制备了柔性的LED样品。据悉，面向大规模产业应用，北京石墨烯研究院在玻璃衬底上采用化学气相沉积，发展了一系列石墨烯晶圆制备方法，为氮化物变革性制备技术的探索提供坚实基础。刘忠范表示，这一成果是典型的“从0到1”式的原创性突破，为石墨烯等二维材料的产业化应用提供了新思路，有望发展为氮化物变革性制备技术，解决先进半导体发展技术瓶颈，在新型显示、柔性电子学等领域具有重要应用前景。同时，该技术通过“异构外延”减弱了氮化物对单晶衬底的依赖，对于扩大半导体外延衬底选择范围、丰富半导体异质外延概念、实现面向后摩尔时代的片上物质组装和异构集成，具有重要意义。

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，分子束外延作为一种新发展起来的外延制膜方法而逐渐崭露头角。分子束外延技术是在半导体工艺中近十几年来发展起来的一项新技术，它是在超高真空条件下，类似于真空蒸发镀把构成晶体的各个组分和予掺杂的原子(分子)，以一定的热运动速度，按一定的比例从喷射炉中喷射到基片上去进行晶体外延生长而制备单晶膜的一种方法。简称MBE法。该技术的优点是：使用的衬底温度低，膜层生长速率慢，束流强度易于精确控制，膜层组分和掺杂浓度可随源的变化而迅速调整。用这种技术已能制备薄到几十个原子层的单晶薄膜，以及交替生长不同组分、不同掺杂的薄膜而形成的超薄层量子显微结构材料。专利一般是由政府机关或者代表若干国家的区域性组织根据申请而颁发的一种文件，这种文件记载了发明创造的内容，并且在一定时期内产生这样一种法律状态，即获得专利的发明创造在一般情况下他人只有经专利权人许可才能予以实施。在我国，专利分为发明、实用新型和外观设计三种类型。专利文献作为技术信息最有效的载体，囊括了全球90%以上的最新技术情报，相比一般技术刊物所提供的信息早5～6年，而且70%～80%发明创造只通过专利文献公开，并不见诸于其他科技文献，相对于其他文献形式，专利更具有新颖、实用的特征。可见，专利文献是世界上最大的技术信息源，另据实证统计分析，专利文献包含了世界科技技术信息的90%～95%。如此巨大的信息资源远未被人们充分地加以利用。事实上，对企业组织而言，专利是企业的竞争者之间惟一不得不向公众透露而在其他地方都不会透露的某些关键信息的地方。因此，通过对专利信息细致、严密、综合、相关的分析，可以从其中得到大量有用信息。基于此，仪器信息网特统计分析了国内分子束外延的专利信息，以期为从业者提供参考。（本文搜集信息源自网络，不完全统计分析仅供读者参考，时间以专利申请日为准）本次统计，以“分子束外延”为关键词进行检索，共涉及专利总数量为593条，其中发明专利540条、实用新型专利52条和外观专利1条。从统计结果可以看出，从1992年开始，分子束外延专利数量整体呈增长趋势，但在2004-2006年之间出现了一个小高峰。这表明分子束外延的研发投入整体在不断增加，相关企业和科研院所数量也在不断增加，从事相关研究的人数也在逐年增加。1992-2003是国内分子束外延技术的起步阶段，2004年进入了发展阶段。从申请人专利量排行可以看出，在专利申请人申请量排名中，中国科学院半导体研究所的表现最为突出共申请专利60件，中国科学院上海微系统与信息技术研究46件专利与中国科学院上海技术物理研究所24件专利，分列第二与第三位。整体来看，相关专利几乎都集中于科研院所，特别是中科院系统内，在专利申请量TOP20中的企业只有新磊半导体科技（苏州）有限公司和苏州焜原光电有限公司。具体来看，科研院所的分子束外延专利主要集中于材料生长、加工工艺等方面；而两家企业的专利主要围绕分子束外延设备方面。据了解，苏州焜原光电有限公司成立于2017年5月，位于苏州吴江汾湖高新区，地处江浙沪两省一市交汇的黄金腹地，由陈意桥博士携美国及国内团队创立，主要从事III-V族化合物半导体材料和器件的研发和生产。该公司技术团队拥有器件及材料结构设计、外延材料生长、器件研制、MBE设备设计及定制化升级改造等多方面人才。可以看出，目前分子束外延的研发主要集中于科研院所，相关设备主要用于科研领域。从发明人专利量排行可以看出，在专利申请人申请量排名中，中国科学院上海技术物理研究所的顾溢研究员的表现最为突出，共申请专相关利22件，其次为冯巍、张永刚等人。顾溢是中科院上海技物所研究员，主要研究领域为III-V族半导体光电材料与器件，包括半导体材料分子束外延、失配材料生长与应变控制、短波红外半导体探测材料及其光电特性等，在大失配异变和赝配In(GaAl)As晶格工程和大尺寸高均匀材料外延及其器件研制方面取得系列成果。通过对专利申请区域进行统计能够了解到目前专利技术的布局范围以及技术创新的活跃度，进而分析各区域的竞争激烈程度。从专利申请区域可以看出，国内分子束外延相关专利申请主要集中于北京市、上海市、江苏省等，这些地区都是半导体相关研究发达的地区，而分子束外延主要用于科研。从专利技术分类来看，大部分的专利都集中于电学领域（57.77%）。这主要是因为其被广泛应用于半导体器件或其部件的制造或处理（h01l21/02）。具体来讲，主要是其被用于半导体材料得生长等方面。

天眼查显示，广东天域半导体股份有限公司“碳化硅外延片的生长工艺”专利公布，申请公布日为2024年6月28日，申请公布号为CN118256991A。背景技术碳化硅半导体具有优良的稳定性、高热导率、高临界击穿场强、高饱和电子漂移速度等优良特性，是制作高温、高频、大功率和强辐射电力电子器件的理想半导体材料。与传统的硅器件相比，碳化硅器件能够在10倍于硅器件的电场强度下正常工作。用于制作碳化硅器件的碳化硅材料通常是在碳化硅衬底上生长碳化硅外延片。目前的碳化硅外延片，尤其是8英尺的碳化硅衬底，其晶体缺陷密度高，碳化硅衬底的长晶技术并不成熟，尤其是一些TSD、BPD、SF等缺陷会贯穿上来，所以需要有非常高的外延生长技术将其在外延层初期抑制住。而目前外延生长技术较为单一，主要为单一外延生长技术沉积，当前比较普遍的是采用化学气相沉积(CVD)生长外延片。现有化学气相沉积(CVD)外延生长是在碳化硅衬底上生长一层SiC外延层，以高纯H2作为输运和还原气体、TCS和C2H4为生长源(即为H2+SiH4+C2H4)、N2作为N型外延层的掺杂源、Ar作为保护气体。其工艺的主要生长环境要求1500℃以上高温，反应室内气压低于1×10-6mbar，并且水平式单片生长因其均匀性问题需要气悬浮基座旋转。于碳化硅衬底上直接采用化学气相沉积外延无法生长出高质量的、组分和杂质浓度更精确控制的单晶薄膜，并且会有残余气体对碳化硅薄膜有污染，导致衬底贯穿上来的晶体缺陷无法有效抑制，并且生长速率偏向快速，无法更精准的控制薄膜沉积。由上可知，目前的化学气相沉积外延层仍然存在各种缺陷，其会对碳化硅器件特性造成影响，所以针对碳化硅的外延生长工艺需要进行不断的优化。发明内容本发明提供了一种碳化硅外延片的生长工艺。此碳化硅外延片的生长工艺包括依次的如下步骤：（I）将碳化硅衬底进行前处理；（II）采用分子束外延设备于所述碳化硅衬底上形成第一碳化硅缓冲层；（III）置于化学气相沉积设备的外延炉中，先于1000～1400℃下进行热处理，再升高温度进行气相沉积以于所述第一碳化硅缓冲层上形成第二碳化硅缓冲层；（IV）于所述第二碳化硅缓冲层上外延生长出预定厚度的外延层。本发明的碳化硅外延片的生长工艺可消除反应产物污染，在衬底与外延层间做好贯穿晶体缺陷的转化，可完美的隔离外延缺陷。

中国科学院半导体研究所研究员刘志强等与北京大学、北京石墨烯研究院等单位合作，在氮化物外延及热电能源器件领域取得系列研究进展，验证了氮化物异质异构单晶外延的可行性，提出了氮化物位错控制新思路，拓展了氮化物在高温热电领域的应用。相关成果分别以Continuous Single-Crystalline GaN Film Grown on WS2-Glass Wafer、Atomic Mechanism of Strain Alleviation and Dislocation Reduction in Highly Mismatched Remote Heteroepitaxy Using a Graphene Interlayer、Graphene-Assisted Epitaxy of High-Quality GaN Films on GaN Templates、High Power Efficiency Nitrides Thermoelectric Device为题，在线发表在Small、Nano Letters、Advanced Optical Materials、Nano Energy上。 　　实现不依赖于衬底晶格的氮化物材料外延，有望突破衬底限制，融合宽禁带半导体材料与其他半导体材料的性能优势，为器件设计提供新的自由度。研究团队于2021年利用石墨烯二维晶体作为缓冲层，借助纳米柱等底层微纳结构，实现了非晶衬底上的氮化物准单晶薄膜的异质异构外延。近期，研究团队在该领域取得进展，利用与氮化物晶格匹配的过渡金属硫化物为缓冲层，构筑人工生长界面，实现了非晶玻璃晶圆上的单晶薄膜制备，并实现了紫外发光器件的制备。该项工作以非晶衬底这一极端情况，验证了氮化物异质异构单晶外延的可行性。 　　刃位错是氮化物材料中的代表性缺陷类型，与另外一种典型缺陷——螺位错相比，通常情况下其浓度要高一个数量级。刃位错对氮化物发光、电子器件的性能均会产生重要影响。由于氮化物与异质衬底之间固有的晶格失配，刃位错的有效抑制手段非常有限。近期，研究团队采用远程外延，实现了氮化物外延层中刃位错的有效降低，在原子尺度上研究了应力释放和位错密度降低的物理机制。研究发现无极性的石墨烯缓冲层可以削弱源于衬底的晶格势场，使得外延层能够在晶体取向得到控制的同时，其晶格也能相对自由地生长。因此，异质外延中晶格失配引起的应力得到了释放，外延层刃位错密度降低近一个数量级。在这种低应力的GaN模板上，研究人员成功制备了高In组份的InGaN/GaN量子阱，实现了黄光波段LED器件。 　　氮化物材料由于生长方法的限制具有高密度的穿透位错，这些穿透位错会充当非辐射复合中心和漏电通道，对氮化物基光电器件和电力电子器件的性能有严重的负面影响。近期，研究团队采用二维材料石墨烯辅助外延的方法，实现了低应力、低位错密度的高质量GaN薄膜的外延生长，并揭示了石墨烯在界面处降低外延层中穿透位错密度的机制。研究发现石墨烯可以部分屏蔽衬底势场，衬底势场实现界面晶格调控的同时，其表面势场波动一定程度被削弱。因此外延层可以通过原子滑移释放部分应力，实现应力的自发驰豫。引入石墨烯二维晶体后，GaN模板中因穿透位错导致的晶格畸变在外延界面得以恢复，表现为石墨烯在界面处阻挡了穿透位错向上的扩散，因此获得了比相同衬底同质外延位错密度更低的GaN薄膜。 　　能源是社会经济发展永恒的主题，工业生产中消耗化石燃料产生能量的约70%以废热的形式被排放。热电转换技术能够可逆地将废热转换成电能，在提高能源利用效率和回收废弃能源方面具有重要的意义。与此同时，热电器件在太空等极端环境下具有重要的应用，热电发电机是旅行者2号的唯一能量来源，目前已经连续工作40余年。然而，传统的窄禁带半导体材料存在高温下少数载流子激发导致的温差电动势抑制效应，工作温度较低。以GaN为代表的III族氮化物具有较大的禁带宽度、优异的热稳定性、高的抗辐射强度，同时易实现可控调制的合金和异质结结构，在高温热电方面展现出巨大的应用潜力。由于决定热电性能的塞贝克系数S、电导率σ、热导率k之间相互耦合和制约的关系，合理设计材料结构、采取最优化方案提高ZT值，一直是热电研究的重要课题。研究团队探索了合金化和低维超晶格结构对载流子和声子输运的调控作用，实现了电子、声子输运的有效解耦，成功制备了热电器件。ZT值优于同类器件的文献报道。该工作拓展了III族氮化物在热电方面的应用，提供了一种非常有前途的高温热电器件解决方案。图1 WS2-玻璃晶圆上单晶GaN薄膜的生长图2 WS2-玻璃晶圆上的AlxGa1-xN成核及单晶GaN薄膜生长。(a) 低温AlxGa1-xN成核后WS2的拉曼光谱；(b) 拉曼测试点的示意图；(c) 成核生长后AlxGa1-xN/WS2/玻璃界面的HADDF图像；(d) AlxGa1-xN/WS2/玻璃界面的HADDF图像及对应的Ga、O、S和W元素的EDS面扫图像；(e) 薄膜生长后AlxGa1-xN/WS2/玻璃界面的高分辨TEM图像；(f) 薄膜生长后AlxGa1-xN/WS2/玻璃界面的HADDF图像；(g) 界面附近GaN的iDPC图像图3 基于石墨烯的远程异质外延与传统异质外延的界面对比。(a) AlGaN/蓝宝石界面的原子结构和GPA exx图像；(b) AlGaN/石墨烯/蓝宝石界面的原子结构和GPA exx图像；(c) 有无石墨烯时界面处氮化物与蓝宝石衬底的面内晶格失配对比；(d) 有无石墨烯时界面处氮化物与蓝宝石衬底的面外晶格失配对比；(e) 无石墨烯时氮化物在蓝宝石台阶上的原子排列；(f) 有石墨烯时氮化物在蓝宝石台阶上的原子排列；(g) 无石墨烯时靠近台阶处沿面外方向的氮化物原子偏移；(h) 有石墨烯时靠近台阶处沿面外方向的氮化物原子偏移；(i) 界面附近两个原子层面外方向原子偏移的线轮廓图4 石墨烯辅助外延中的应力驰豫和位错演化机制。石墨烯辅助外延生长和直接外延生长的GaN薄膜的(a) XRD摇摆曲线对比，(b) 刃位错和螺位错密度对比，(c) 应力对比；GaN/石墨烯/GaN界面处的(d) 暗场像图像，(e) GPA exx图像；(f) 石墨烯在界面处阻挡穿透位错向上扩散的示意图；(g) 空白GaN表面的电势场波动；(h) 石墨烯/GaN复合衬底表面的电势场波动；(i) 空白GaN表面和石墨烯/GaN复合衬底表面沿特定方向的电势波动对比图5 氮化物器件的热电性能。(a) 塞贝克测量装置示意图；(b) 不同温度梯度下的红外热成像图；(c) 开路电压随温差时间变化曲线；(d) 塞贝克系数拟合曲线

近日，著名半导体分析机构Yole Développement发布了《后摩尔时代的外延设备》报告。报告预测，到2026年，全球外延设备的总市场规模将达到11亿美元。高温化学气相沉积（HTCVD）市场规模将在2026年达到3.93亿，2020-2026年复合增长率为9.5%。分子束外延设备（MBE）将在2026年达到6800万美元的市场规模，2020-2026年复合增长率为7.1%，金属有机化学气相沉积（MOCVD）设备到2026年市场规模达6.3亿美元，2020-2026年复合增长率为7%。截至2020年，外延设备销售额约为6.92亿美元，预计到2026年将增长至11亿美元，平均年复合增长率为8%。然而，报告承认，这些数字并没有充分说明外延设备在汽车消费类以及航空航天和国防等细分市场中的关键应用中的活力和普遍性，而且大批量制造商（HVM）采用的外延设备往往来自一些非主流供应商。Yole的这份报告介绍了外延设备市场的现状，并提供了不同应用的详细信息，目标是全面概述涉及外延层的技术趋势。该报告还通过确定外延领域的关键参与者，对设备供应商、竞争格局和供应链协同效应进行了深入探索。不同衬底材料（包括单晶硅，碳化硅，氮化镓等）的外延设备市场的增长趋势报告分析，如今只有极少数设备供应商能够满足对设备的高需求。对此，Yole列举了11家外延设备的主要供应商，领先的三家是德国Aixtron（爱思强）、美国Veeco、中国AMEC（中微半导体），按照营收来算，这三家超过了总市场份额的60%。然而，这个市场非常复杂，其他一些前端设备供应商也有深度参与，比如应用材料，东京电子和北方华创等等，还包括其他一些特定领域的参与者，比如大阳日酸（Taiyo Nippon Sanso）、NuFlare等等。全球领先的外延设备供应商Yole分析师Vishnu Kumaresan 表示：“2020年排名前三的企业的市场统治地位并不令人意外。至少自2018年以来情况就一直如此。但是如果我们再看看前两名在2018年至2020年之间，德国设备公司Aixtron的市场份额增加了10%，而Veeco的市场份额下降15%。造成这种情况的众多原因之一是中美贸易紧张局势，半导体产业成为了‘战场’。这场战斗在外延设备领域更为明显。因此，2020年是Aixtron在中国大陆销售最好的年份之一，其大约57%的收入来自该地区，而Veeco的收入仅为 13%。”此外，中微半导体因为有不少LED客户，所以外延设备的增长率也十分可观。

半导体量子点（QD）以其显著的量子限制效应和可调的能级结构，成为构筑新一代信息器件的重要材料，在高性能光电子、单电子存储和单光子器件等方面具有重要应用价值。半导体量子点材料的制备和以其为基础的新型信息器件是信息科技前沿研究的热点。近期，在中国科学院半导体研究所王占国院士的指导下，刘峰奇研究员团队等在量子点异质外延的研究方面取得重要进展。研究团队以二维材料为外延衬底，基于分子束外延技术，发展出范德华外延（van der Waals epitaxy）制备量子点材料（如图1）的新方案。图1 InSb量子点在MoS2表面的范德华外延生长层状结构的二维材料表面没有悬挂键，表面能低。因此在远离热平衡的超高真空条件下，具备闪锌矿、纤锌矿等稳定结构的材料在其表面生长时，在总自由能最小的驱动下，原子沉积在二维材料上，将倾向于裸露出更多衬底，同时将自身的原子更多地包裹进体内，以降低表面自由能，从而实现量子点的生长。反射式高能电子衍射（RHEED）的原位生长监测显示，量子点的范德华外延生长为非共格外延模式，区别于S-K生长模式，衬底和量子点材料的晶格常数没有适配关系，从而大大提高了衬底和量子点材料组合的自由度，呈现出普适特性；同时，二维材料的面内对称性对量子点材料的晶格取向具有诱导作用。二维材料各异的表面性质则为量子点的形貌调控提供了新的自由度（如图2）。图2 量子点范德华外延生长方法的普适基于该方案，研究团队成功在4种二维材料（hBN、FL mica、MoS₂ 、graphene）上制备了5种不同的量子点，包括4种III-V族的化合物半导体InAs、GaAs、InSb、GaSb和1种IV-VI族的化合物半导体SnTe，衬底和量子点组合共计20种。量子点种类受限于分子束外延（MBE）源材料种类，而非衬底，证实了外延方案的普适特性。研究团队在晶圆级尺度上完成了量子点的范德华外延制备，呈现出较好的尺寸均匀性和分布均匀性，且在较小的衬底温度范围内可以实现量子点密度4个数量级的变化。此外，研究团队通过制备光电探测器，拓宽了器件的响应光谱范围，证实了在范德华外延制备的0D/2D混维异质结中界面载流子的有效输运。该外延方案天然构筑的量子点/二维材料体系为研究混维异质结构提供了一个新平台，将有助于拓宽低维量子系统的潜在应用。该成果以“Epitaxial growth of quantum dots on van der Waals surfaces”为题发表于Nature Synthesis期刊。半导体所博士生辛凯耀、博士李利安和北京大学博士后周子琦为论文共同第一作者，半导体所刘峰奇研究员、翟慎强研究员、魏钟鸣研究员和中国人民大学刘灿副教授为该论文的共同通讯作者，论文合作者包括北京大学刘开辉教授、半导体所张锦川研究员、刘俊岐研究员、邓惠雄研究员等。该项工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划以及中国科学院青年促进会等项目的资助。论文链接：https://doi.org/10.103 8 /s44160-024-00562-0

2月18日消息，芯三代半导体科技（苏州）股份有限公司（简称“芯三代”）在江苏证监局进行辅导备案登记，辅导机构为海通证券。芯三代成立于2020年，致力于研发生产半导体相关专业设备，目前聚焦于第三代半导体SiC-CVD装备，倾力为业界提供先进且富有竞争力的量产装备。SiC-CVD设备用于碳化硅衬底上同质单晶薄膜外延层的生长，SiC外延片主要用于制造功率器件如肖特基二极管、IGBT、MOSFET等电子器件。据悉，芯三代将工艺和设备紧密结合研发的SiC-CVD设备通过温场控制、流场控制等方面的设计，在高产能、6/8英寸兼容、CoO成本、长时间多炉数连续自动生长控制、低缺陷率、维护便利性和可靠性等方面都具有明显的优势。公开信息显示，2023年下半年，芯三代自主研发的8英寸垂直气流外延设备已经帮助两家客户顺利完成8英寸SiC外延工艺的调试和首批8英寸外延片订单交付，从而证明国产外延设备不仅在6英寸SiC上已经实现超越，在8英寸SiC上也取得突破性进展，尤其在缺陷率指标上更胜一筹。据了解，受益于碳化硅下游市场需求逐步放大，外延生长在SiC器件制造成本中占比超20%，SiC外延设备是第三代半导体SiC器件制造的核心装备之一，下游市场的飞速增长，不断的扩产需求也助推了碳化硅外延设备的市场增长，国内的外延设备企业纷纷开始推动布局。据InSemi的碳化硅设备市场报告，国内当前碳化硅外延设备的企业数量已接近10余家，国产设备的占比在不断提升，2023年国产设备出货量占比已全面超越海外。融资方面，企查查显示，芯三代已获得多轮融资，其中2021年12月和2023年6月融资金额分别达到超亿元和数千万元（人民币，下同）。具体来看，2023年上半年，芯三代密集完成4轮融资，投资方包括毅达资本、海富产业基金、上海桦昀、德观资产、浑璞投资、唐兴资本、汇添富资本、华泰紫金投资等众多机构。辅导文件显示，芯三代控股股东为施建新，直接和间接持有公司51.99%的股份。

硅基光电子集成芯片以成熟稳定的CMOS工艺为基础，将传统光学系统所需的巨量功能器件高密度集成在同一芯片上，提升芯片的信息传输和处理能力，可广泛应用于超大数据中心、5G/6G、物联网、超级计算机、人工智能等新兴领域。硅(Si)材料发光效率低，因此将发光效率高的III-V族半导体材料如砷化镓(GaAs)外延在CMOS兼容Si基衬底上，并外延和制备激光器被公认为最优的片上光源方案。Si与GaAs材料间存在大的晶格失配、极性失配和热膨胀系数失配等问题，因而在与CMOS兼容的无偏角Si衬底上研制高性能硅基外延激光器需要解决一系列关键的科学与技术难点。 　　近期，中国科学院半导体研究所材料科学重点实验室杨涛与杨晓光研究团队，在硅基外延量子点激光器及其掺杂调控方面取得重要进展。该团队采用分子束外延技术，在缓冲层总厚度2700nm条件下，将硅基GaAs材料缺陷密度降低至106cm-2量级。科研人员采用叠层InAs/GaAs量子点结构作为有源区，并首次提出和将“p型调制掺杂+直接Si掺杂”的分域双掺杂调控技术应用于有源区，研制出可高温工作的低功耗片上光源。室温下，该器件连续输出功率超过70mW，阈值电流比同结构仅p型掺杂激光器降低30%。该器件最高连续工作温度超过115°C，为目前公开报道中与CMOS兼容的无偏角硅基直接外延激光器的最高值。上述成果为实现超低功耗、高温度稳定的高密度硅基光电子集成芯片提供了关键方案和核心光源。 　　6月1日，相关研究成果以Significantly enhanced performance of InAs/GaAs quantum dot lasers on Si(001) via spatially separated co-doping为题，发表在《光学快报》(Optics Express)上。国际半导体行业杂志Semiconductor Today以专栏形式报道并推荐了这一成果。研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等的支持。图1.硅基外延量子点激光器结构示意及器件前腔面的扫描电子显微图像。图2.采用双掺杂调控的器件与参比器件在不同工作温度下的连续输出P-I曲线，插图为双掺杂调控激光器在115℃、175mA连续电流下的光谱。

12月28日，中欣晶圆迎来了具有历史意义的一天：在12英寸生产车间，顺利完成了12英寸第一枚外延片下线。自此，中欣晶圆成为国内首家真正意义上能独立完成从12英寸单晶、抛光到外延研发、生产的企业。目前我国半导体硅片需求持续增长，但国产化比例低，能够量产的国产12英寸硅片以抛光片为主， 12英寸外延片的生产是当前制约我国集成电路产业发展的重要瓶颈。新能源汽车、5G通信、物联网、智能手机等行业在不断发展，国内半导体硅片外延片市场规模持续增长，但目前国内能满足外延片生产的公司屈指可数。自2019年12月底第一枚12英寸抛光片下线至今，历时12个月的研发、生产，今天首枚12英寸外延片顺利下线，不仅标志着中欣晶圆生产工艺技术的进一步提升，也标志着中欣晶圆为国内集成电路产业发展迎来了一个新的里程碑，同时意味着中欣晶圆在国内半导体外延片生产领域已处于领先地位。2021年是“科技创新、永无止境、扎实推进、使命必达”之年，中欣晶圆将在新的一年里不断推进技术创新，提高工艺技术，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。

近日，苏州工业园区管理委员会公示了苏州晶湛半导体有限公司新建氮化镓外延片生产扩建项目环境影响报告书。△Source：苏州工业园区管理委员会网站截图报告显示，苏州晶湛半导体有限公司拟投资2.8亿元进行异地扩建，在苏州工业园区自建厂房和办公楼，进行半导体材料—氮化镓外延片的产业化生产，预计年产氮化镓外延片24万片，其中，6英寸和8英寸氮化镓外延片年产能均为12万片，用于制造微波功率器件和电力电子功率器。△Source：苏州工业园区管理委员会网站截图据悉，该项目于2021年6月4日取得苏州工业园区行政审批局核发的江苏省投资项目备案证，预计2021年11月开工建设，2023年2月完成建筑施工，建设周期约18个月。资料显示，晶湛半导体成立于2012年，主要从事氮化镓电子材料和光电材料的研发。官网资料显示，截至目前，晶湛半导体已完成A+轮融资，用于扩大生产规模，150mm的GaN-on-Si 外延片的月产能达1万片。目前，晶湛半导体已拥有全球超过150家的著名半导体公司、研究院所客户。

2014年上半年业绩下滑。2014年上半年公司营业总收入为13732.68万元,同比下降10.59% 归属于上市公司股东的净利润为2136.17万元,同比下降18.10%。业绩下滑的主要原因是公司对部分针对水泥、钢铁等行业的产品价格进行一定下调,影响公司收入和利润水平。预计随着上半年产品价格下调到位,下半年毛利率将于上半年持平。由于公司是细分行业的龙头,下游需求相对比较分散因此单一行业需求下滑对公司业绩影响有限,因此我们认为公司未来收入仍将保持相对稳定。 　　质谱仪产品为未来公司的一大看点。分析仪器从测量技术上主要分为色谱、光谱和质谱。国内在色谱和光谱产品方面发展较快,而技术含量最高的质谱仍由海外厂商垄断。国内各类质谱仪需求空间较大。国内已经有包括天瑞仪器在内的多家厂商具备质谱产品的生产能力,且均处在市场开拓阶段。国产质谱仪替代进口产品目前仍有两个瓶颈,一是产品的稳定性、可靠性,二是下游客户对国内品牌的认可度。认为这两个瓶颈会拉长进口产品的替代周期。但公司无论从技术和品牌角度,均是行业的龙头企业,将是未来质谱仪进口替代进程中的主要受益者。 　　未来新产品看点多多。在食品安全领域,国家粮食局标准质量中心组织北京、河南、湖北、湖南、广东、江西、四川、安徽等国家粮食质量监测中心在湖北国家粮食质量监测中心对公司开发的粮食中镉含量快速测定产品适用于国家标准的可行性进行了测试验证。之后,中心邀请有关专家对验证结果进行了评审,认为上述方法可满足稻米中镉含量快速检测的需要,建议推广使用。在大气污染物检测方面,公司的三套环境空气颗粒物PM2.5浓度在线分析仪和三套环境空气气态污染物(SO2、NO2、O3、CO)连续自动监测系统送中国环境监测总站进行环境适应性验证的工作正在顺利推进中。预计以上新产品存在大规模推广的可能性。 　　外延式增长可期。公司于2014年5月9日公告,由于交易双方未能就细化交易方案达成一致意见,公司终止收购宇星科技。认为公司所处行业特征决定外延式扩张是更有效的发展方式,通过收购获得技术、专利、人才和客户群以进入新细分领域。目前公司拥有10亿的货币资金,具备外延式增长的客观条件。

在科研的路途中，固然山高水深，寒暑风雨，但只要初心如磐，奋楫笃行，终能让梦想照进现实。中国科学院半导体所研究员，博士生导师，中国科学院大学材料科学与光电技术学院量子光电子学首席教授牛智川，就是在这样的风雨兼程中，实现了半导体材料的突破。锑化物材料的突破半导体是一种材料，是现代科技不可或缺的技术。半导体技术发展一代材料体系、形成一代器件技术。本世纪初，锑化物半导体材料，即GaSb基晶格匹配异质结、量子阱、超晶格体系获得业界高度重视，其破隙型窄带隙能带构型和材料组分适于能带工程设计调控和先进的III－V族半导体工艺，为突破传统红外半导体长期瓶颈提供全新路径。近年来GaSb单晶、衬底与外延材料技术的突破，极大地促进了中波红外激光器、中长波红外探测器的技术跨越，其应用价值得到确认，2009年起西方实施锑化物半导体出口管控。“只有将科技掌握在自己的手中，才能真正的安心，放心。”近些年来，中国的科研工作者经历了太多这样的波折，所以，面对封锁，牛智川教授没有抱怨，更没有放弃，他知道，这是中国制造必然要走的一步。锑化物材料属于多元素化合物体系，相比于其他材料，锑化物量子阱超晶格等低维材料的能带结构最为复杂，器件台面、腔面表面氧化性质悬殊，实现高光电效率激光发光和探测器的能带设计优化、外延材料质量调控、器件高稳定性的工艺结构优化方法、高可靠性大功率输出热场等综合表征与优化等，都是该器件技术的核心科学难题。作为长期从事半导体低维材料物理与量子光电子器件技术研究的探索者，牛智川教授率先在我国开拓锑化物半导体外延材料与红外光电器件技术方向。他带领团队针对锑化物多元复杂材料能带设计及外延生长技术的挑战难题，聚焦中波红外量子阱激光器波长拓展效率提升、长波红外超晶格探测器暗电流抑制效率优化等关键科学问题和应用发展需求，历经20年攻关，成绩斐然。他，不仅发明GaSb基二元AlSb／AlAs／AlSb／GaSb超晶格数字合金，克服锑化物四元、五元合金组分精确控制和组分互溶，提升光学质量和发光效率；发明As／Sb、Ga／In双交叉外延技术，提升超晶格质量和载流子寿命；创新外延技术，解决应力平衡、缺陷界面调控、表面颗粒抑制难题；锑化物量子阱材料用于2－4微米中波红外激光器，激光单管／巴条／模组的室温连续功率分别达到2.6瓦／18.4瓦／172瓦的国际最高记录（超越禁运指标），超晶格材料用于中长波红外探测器，实现了单色、双色焦平面探测器，国际首次报道＞14微米甚长波焦平面成像芯片。这些成果标志着中国的单晶、衬底与外延材料及器件技术成功突破封锁，2023年7月，我国发布锑化物材料管制法规，自此，国内的锑化物半导体技术实现了跨越式的升级。乘风破浪的探索从零开始，一路披荆斩棘，屡获突破，到现在，整个锑化物半导体红外光电产业链逐渐完善和发展，牛智川教授依靠的就是开拓创新，砥砺前行。众所周知，科研是永无止境的，半导体领域的探索更是如此，InAs／GaAs量子点量子光源、InGaAsSb量子阱大功率与单模激光器的问世，就是牛智川教授持续深耕探索的见证。InAs／GaAs基量子点量子光源。面向量子光源核心器件基础研究前沿和量子信息系统重要需求，围绕半导体量子点生长密度和均匀性控制技术挑战，研究发展亚单层InAs循环、束流梯度分布外延新技术，揭示液滴法生长量子环机理，突破量子点相干发光效率、单光子发光速率和全同性瓶颈，实现三项全优性能单光子源，实现量子点单光子量子态存储（Nat. Comm.），发展量子点拓扑角态激光（Light），为构建全固态量子网络提供半导体量子光源器件解决方案。InGaAs（Sb）量子阱激光器。面向中短波红外激光重大需求，围绕量子阱应变临界束缚、拓展波长、提升功效难度难题，发明锑化物数字合金势垒结构，研制成功1.9－3.6微米高功率和单模激光器，其中2.0微米激光器的室温连续功率国际领先突破卡脖子（禁运）条例，发光效率和单模性能超越国际同行。花会沿路盛开，牛智川教授的科研之路也会如此。一个有坚定信念的探索者，总是能够从容的面对荆棘，能以智慧扛起身负的责任和使命。作为中国的半导体人，牛智川教授始终对中国的半导体充满了期待，他认为，中国的半导体处于黄金发展时期，但任何产业的发展都不会一蹴而就，半导体的探索是一场接力赛，“只要有更多的人投入到半导体领域，中国的半导体技术，才会不断突破，产业才会实现可持续发展。”他这样说，也在这样做。作为博士生导师，牛智川教授十分关注学生的成长，毕竟，知识需要传承，科技需要接力，所以，他对学生的学业和科研要求严格，同时，对于学生遇到的问题，也给予指导和引导。目前，他已培养百余位硕士博士学位高级科技人才，这些人才走向了各自的工作岗位，继续助力中国半导体事业的发展。而牛智川教授本人，则继续以国家需求为目标，通过承担国家重点任务立足锑化物半导体领域，在基础研究成果之上，联合国内产学研用各方面力量，发起成立锑化物半导体技术创新与产业发展联盟，通过联盟方式针对各方需求，为国内各装备行业及高科技企业开发多功能高性能光电芯片，推动长期受限于国外技术封锁的红外高端光电芯片的自主可控全链条技术进步，实现从部分性能的超越领跑和满足各类需求的全链条解决方案。当前，半导体技术的代际更替已经进入了微电子与光电子技术的并重发展时代，锑化物窄带隙半导体呈现出第四代半导体光电芯片技术发展的重大潜力。未来，牛智川教授将以锑化物半导体光电材料与芯片为中心，面向智能化信息技术新时代广泛需求，建设完整的技术创新与产业制造链条，并以这样的方式，提升中国半导体的整体竞争和研发能力。在这个喧嚣的时代里，牛智川教授始终踏踏实实，创新探索。不被繁华迷惑，不被名利捆绑，心里，眼里，始终是中国的半导体，或许，正是这份坚定，这份执着，让他在这个领域硕果累累。这就是牛智川，这就是中国的半导体人。个人简介牛智川，中国科学院半导体所二级研究员，博导，中国科学院大学材料科学与光电技术学院量子光电子学首席教授。入选中科院“BR计划”，“国家杰出青年科学基金”、“新世纪百千万人才工程国家级人选（首批）”、“国务院政府特殊津贴”等。先后主持了国家863计划，国家973重大科学研究计划，国家重点基础研发计划等项目，在国际顶尖学术期刊发表了400多篇论文，曾获得北京市自然科学二等奖，中国电子学会自然科学一等奖，湖北省科技进步一等奖等。近年来积极推动引领新型锑化物半导体材料与红外光电器件成果转化，推动了相关制造与装备技术进步。

【科学背景】二维（2D）材料家族在过去二十年显著扩展，包括近2000种理论预测和数百种实验室可接近的物种。这一演变与材料制备技术的进步密切相关。传统的机械剥离从体块晶体中开创性地发现和分离了石墨烯，提供了高质量材料，但在大规模生产中面临挑战。溶液基剥离等替代方法虽然提供了2D材料的可伸缩性，但可能引入缺陷、杂质和化学修饰。与此相比，外延生长技术通过在各种基底上组装原子或分子成为2D材料，无需晶格匹配要求，并能精确控制成分和晶质，展示了制造大面积高质量单晶薄膜的潜力。二维材料外延的概念可以追溯到20世纪60年代，当时John May在高温金属基底上的烃类中发现了未指定的低能电子衍射图案，并将其归因为‘单层石墨’的生长。1984年，Koma等人提出了“范德瓦尔斯（vdW）外延”这一术语，用于在剥离的MoS2表面上制造亚纳米NbSe2薄膜。然而，这些初探一直局限于表面物理学领域，未能引起广泛关注。随着2004年石墨烯的发现和分离，这一领域经历了转变，激发了一系列探索和特征性2D vdW材料及其同质结构外延生长的突破性‘浪潮’。第一波浪由2009年在铜箔上合成单层石墨烯开启，随后十年揭示了外延机制，推动了单晶薄膜的工业化生产。接连而来的浪潮归因于二维六角硼氮化物（hBN）和过渡金属二硫化物（TMDCs）的外延，最近实现了英寸大小的单晶。此外，人工多层系统中的扭转电子学和moire光子学推动了另一波，用于直接生长具有控制堆叠和扭转角度的垂直同质结构。北京大学刘开辉团队最新论文表示，新兴二维材料外延的前景广阔，可能涵盖单元素物种（如黑磷、硼烯和碲烯）以及各种化合物如硫化物、硼化物、碳化物等。每一波浪都带来独特的挑战，但普遍的外延原则在这些进展中是潜在且必要的。随着科学家们不断提出新的技术和策略，如何有效应对这些挑战并推动新材料的应用和工业化成为了当前研究的关键焦点。【科学亮点】（1）在二维材料研究领域，实验揭示了机械剥离技术从体块晶体中分离出石墨烯，并且成功实现了高质量材料的获得。（2）替代的溶液基剥离方法被引入以扩展2D材料的可伸缩性，但引入了潜在的缺陷和杂质，同时也进行了化学修饰。然而，外延生长技术通过在各种基底上组装原子或分子成2D材料，无需晶格匹配要求，为制造大面积、高质量的单晶薄膜提供了精确的成分和晶质控制。（3）二维材料外延的历史可以追溯到1960年代，当时John May首次在高温金属基底上观察到未指定的低能电子衍射图案，推动了“单层石墨”生长的初步探索。（4）1984年，Koma等人提出了“范德瓦尔斯（vdW）外延”概念，用于在MoS2表面上制造亚纳米NbSe2薄膜。这些探索初期局限于表面物理学界，未引起广泛关注。（5）随着2004年石墨烯的发现和分离，二维材料外延领域经历了转变，激发了一系列在探索和外延生长典型2D vdW材料及其同质结构方面的突破性‘浪潮’。（6）外延技术的进步推动了二维六角硼氮化物（hBN）和过渡金属二硫化物（TMDCs）的生长，最近实现了英寸大小的单晶，展示了制造大面积、高质量单晶薄膜的潜力。【科学图文】图1：二维2D 范德华 van der Waals，vDW材料及其同质结构外延生长的代表性进展。图2：单畴的成核控制。图3：多域定向控制。图4：均匀多层膜的制备。图5: 转角同质结构的制造。【科学结论】在过去的十年中，二维范德瓦尔斯（vdW）材料外延生长取得了显著进展，从平面单晶单层发展到垂直多层结构。一些典型材料的制备已经达到了先进阶段，例如工业规模生产石墨烯单晶薄膜，英寸尺寸的hBN单晶单层合成，以及TMDC半导体达到标准300毫米晶片大小，与主流硅技术对接134。此外，具有平行堆叠或精确扭转角度控制的同质结构多层外延也有了一定的阶段性进展。我们在本综述中总结了这些案例背后的策略，并相信它们可以进一步扩展到其他外延技术或二维系统中。复杂vdW化合物如金属氧化物或氢氧化物的单晶外延生长，目前正处于探索阶段，遵循这些已建立的策略。在器件应用场景中，二维结构理想情况下应在材料制备过程中启动和形成。对绝缘晶片上的二维薄膜进行直接生长或晶片规模的转移技术是将二维场效应晶体管纳入未来大规模集成器件至关重要的。需要制定经济实惠的热预算解决方案，以适应材料生长和随后器件制造与后端线路工艺的兼容性。下一步是建立从材料设计到封装和器件集成的工业链桥梁。最终，一旦二维材料的生长准备水平和生产复制性达到硅晶片的水平，它们从研究（实验室）到设计和制造（工厂）的转变将指日可待。原文详情：Liu, C., Liu, T., Zhang, Z. et al. Understanding epitaxial growth of two-dimensional materials and their homostructures. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01704-3

2021年9月23日，由芜湖市人民政府和SEMI中国共同主办的“化合物半导体制造技术论坛”在安徽省芜湖市成功举办，晶湛半导体应邀出席并发表题为“用于新型GaN功率器件的外延技术进展”的主旨演讲。在演讲中，晶湛半导体成功展示了一系列用于200V、650V和1200V功率半导体器件的高质量300mm GaN-on-Si HEMT外延片，并且具有优异的厚度均匀性和低晶圆翘曲，这为使用更复杂精密的300mm CMOS兼容工艺线进行氮化镓芯片制备铺平了道路。大尺寸Si衬底上GaN外延技术的突破，将GaN的卓越特性和CMOS兼容加工线的生产优势结合在一起，使GaN-on-Si功率器件具有优异的性能和可靠性。如今，基于GaN-on-Si HEMT技术平台的商用GaN功率器件已获得巨大的发展机遇，，GaN功率器件正在加速进入消费电子、工业电子、数据中心、能源、汽车和交通等广阔的功率芯片应用领域。在进一步降低芯片成本和进行复杂电路设计和集成的驱动下，更大的晶圆尺寸已经成为行业的发展方向。继2014年成功推出商用200mm GaN-on-Si HV HEMT外延片后，晶湛半导体已成功将其AlGaN/GaN HEMT外延工艺转移到300mm Si衬底上，同时保持了优异的厚度均匀性和50µm以内的低晶圆翘曲。垂直电压击穿测量表明，300mm尺寸的晶圆同样适合于200V、650V和1200V功率器件应用（图1）。图1：晶湛半导体300mm GaN-on-Si HEMT外延片系列（200V，650V，1200V击穿电压应用）厚度均匀性分布图和垂直击穿电压分布图（漏电流=1µA/mm2 @ RT）为解决GaN外延中的晶圆开裂/弯曲和高晶体缺陷等关键问题，晶湛半导体此次发布的300mm GaN-on-Si HEMT结构外延片采用了如图2（a）所示的外延结构。外延生长从AlN形核层开始，然后是应力弛豫缓冲层、GaN沟道层、AlGaN势垒层和GaN帽层。如图2（b）所示，窄的XRD AlN（002）峰和良好的半高宽均匀性表明整个300mm晶圆的晶体质量较高。 图2：（a）晶湛半导体300mm GaN-on-Si HEMT外延结构示意图(b)AlN成核层XRD(002) FWHM分布图， Avg=743arcsec（Std=2%） 图3展示了从晶圆中心到晶圆边缘的9个位置处测得的AlGaN势垒层中的铝成分含量及2DEG载流子浓度。测量结果显示AlGaN势垒中铝成分的平均值为19.9%，标准差为0.68%（图3a），表明300mm晶圆具有均匀的2DEG电学特性。CV测试同样证实了这一点，测试结果显示平均电子浓度为7.2E12 cm^-2，标准偏差2%（图3b）。图3：晶湛半导体300mm AlGaN/GaN HEMT外延片中势垒层Al组分含量分布和2DEG浓度分布　晶湛半导体创始人兼CEO，程凯博士评论道：“基于我们优化的AlN成核层技术，我们能够在高达300mm的大尺寸硅衬底上生长无裂纹的GaN HEMT外延片，并且满足相应的漏电流要求。尽管在300mm大晶圆尺寸下，外延工艺、应力管理和缺陷控制方面都存在巨大挑战，我们仍在AlGaN/GaN HEMT外延片中实现了优异的结构质量和电性能。这必将鼓励大功率集成电路的发展，推动片上系统（SoC）的集成并进一步降低GaN功率器件的成本。

陕西知芯外延半导体有限公司（简称：知芯外延）于2022年在秦创原平台支持下成立，基于西安电子科技大学微电子学院的研发团队，企业研究的硅基四族外延晶圆打破了国外的设备、技术封锁，解决了我国的“卡脖子”技术，带动了我国高端光电探测器、硅光集成产业、超高速通讯器件等各个方向产品的升级。知芯外延主要研究具有硅基四族外延晶圆，在不同掺杂、厚度、纳米结构等参数下的成熟生长工艺，同时团队还研发出了基于硅锗外延晶圆的红外探测器芯片。目前企业生产的外延晶圆以硅基四族材料为主，包括硅基锗、硅基硅锗，硅基锗锡等，可应用于红外探测器、激光雷达、光通讯、三四族材料硅基衬底等各个领域。基于硅锗外延片的硅锗短波红外探测器，作为一种全新的短波探测器技术路径，其高集成度、低成本的优势，将能够成为代替传统材料实现短波红外大规模、各领域应用。在世界各国争相发展短波红外探测技术的当下，陕西知芯外延半导体为我国的技术突破持续发力。公司已入选陕西省光电子产业重点项目，并与多所研究院、军工单位达成合作。项目促进光电子产业创新链发展的同时，也为产业链的发展提供了核心技术支撑，助力西安走上“追光”路。

加拿大OCI公司推出新型多功能分子束外延生长装置IMBE300 我司全权代理的加拿大OCI公司近期首次推出世界上最新型多功能分子束外延生长装置IMBE300。该装置在一台装置上同时可集成如下6大技术使之尤为引人瞩目。1. 带有7个蒸发源的MBE2. 低能电子衍射仪3. 俄歇电子能谱仪4. X射线光电子能谱仪5. 反射高能电子衍射仪6. 热脱附质谱仪 该装置实现了如下的设计制造目标:在一个超高真空腔体上完成外延生长过程集成监控，2-D结晶状态跟踪以及原位成分/电子能带分析。具体说来有如下特点。1. 在薄膜生长后无需传送到另外的超高真空室进行分析。2. 在蒸发和表面分析之间只需很短的切换时间。3. 具有传送臂和试样存储机构的样品室。4. 试样传送机构和其他系统兼容，SPM和SEM。敬请国内材料工作者来电咨询合作。参见下面图片说明。

1月9日，证监会披露了关于深圳市纳设智能装备股份有限公司(以下简称”纳设智能”)首次公开发行股票并上市辅导备案报告。12月27日，纳设智能与中信证券签署了上市辅导协议。据披露，纳设智能控股股东为深圳市鑫隆昌投资有限公司，现直接持有公司34.5161%股份。资料显示，深圳市纳设智能装备股份有限公司成立于2018年10月，坐落于深圳市光明区留学人员创业园。公司以“成为全球先进材料制造设备引领者”为愿景，以提升中国先进材料制造能力为使命，致力于第三代半导体碳化硅外延设备、石墨烯等先进材料制造装备的研发、生产、销售和应用推广。创始团队由国际化合物半导体设备龙头企业唯一的华人高级科学家、多名剑桥大学博士和资深行业专家组成，团队在CVD（化学气相沉积）、MOCVD（金属有机化学气相沉积）、ETCH（刻蚀）等先进半导体制造设备领域具有平均超过15年的研发、生产、销售的经验，是少有的既懂设备开发技术，又懂半导体材料生长工艺的研发型团队。公司于2020年被评定为具有高成长性的“国家高新技术企业”，公司自有第三代半导体碳化硅高温化学气相沉积外延设备（用于第三代半导体碳化硅芯片生产的核心环节-外延生长）研发荣登“科创中国”先导技术榜单，也荣获深圳市集成电路产业协会的“最佳化合物半导体设备技术开发奖”，是一款工艺指标优异、耗材成本低、维护频率低的的中国首台完全自主创新的碳化硅外延设备。公司坚持以“效率、效果、效益、自省、自律、自强”为企业核心价值观，聚焦行业与客户需求，质量至上，通过“创新、创意、创造”满足客户对先进材料的生产需求。

近日，晶盛机电在接受机构调研时表示，公司8-12英寸大硅片设备（长晶、切片、抛光以及CVD设备等）基本实现国产化并批量交付；功率半导体设备的外延设备及高温炉管等设备也已批量交付，特别是碳化硅外延设备，出货量已经做到了国内前列；在先进制程领域，公司在12英寸减薄及外延（常压外延、减压外延）等设备进行布局。此外，还有半导体材料，零部件，辅材耗材等相关的研发与布局。据介绍，晶盛机电半导体设备业务主要聚焦于三个领域：第一、大硅片，即8-12英寸大硅片；第二、特色工艺，即功率半导体设备；第三，先进制程，即晶圆端相关设备。随着光伏行业和半导体行业快速发展，硅片厂商加速推进产能扩充，石英坩埚作为硅片生产环节的核心耗材，市场需求快速增长，晶盛机电紧抓行业发展机遇，积极推进石英坩埚业务的发展进度,加速宁夏坩埚生产基地的建设和投产，随着扩产产能的逐步释放，公司石英坩埚业务取得快速增长。2023年度，晶盛机电将在继续强化装备领域核心竞争力的同时，积极推动新材料业务快速发展，希望年度能够实现新签电池设备及组件设备订单超30亿元（含税），材料业务销售突破50亿元（含税），全年整体营业收入同比增长60%以上。

具有“技术+服务”一体化方案、紧随市场变化的产品创新以及并购外延布局　　聚光科技在环境监测行业的成功主要有三大因素：“技术+服务”一体化方案、紧随市场变化的产品创新以及并购外延布局。　　与其他大部分竞争对手专注单一产品不同，聚光科技凭借自身产品全面、业务完整的优势，为客户提供综合化的整体解决方案和服务。这种发展模式一方面最大程度满足了客户需求，提高客户对公司的粘性和忠诚度，另一方面也提升了单位客户资源的价值产出，强化了公司的综合竞争力。　　随着市场的开拓以及企业的成长，公司在环境监测领域中的传统业务，比如硫化氢、二氧化硫监测业务的市场逐步趋向饱和，此时，聚光科技敏锐地把握市场环境的变化，将目光投向更为广阔的市场，稳步推进产品创新，推出了VOCs、PM2.5、重金属、有机物监测业务。　　仪器仪表行业的细分领域中，企业寻求扩张的途径一般为通过技术研发和并购两种。前者通过对原有产品的升级更新及新产品的研发，争取更多的市场份额 后者通过并购对业务进行整合，拓展新的细分领域。　　上市以来，聚光科技先后收购了多家国内外企业。2015年，聚光科技收购北京鑫佰利科技发展有限公司和重庆三峡环保(集团)有限公司。两家企业分别经营工业废水零排放业务和市政污水治理业务，通过对两家公司的收购，聚光科技正式进入环境治理领域，并结合公司在环境监测领域内全面的解决方案体系，提升对智慧环境和海绵城市的综合服务能力。　　通过一系列的并购，聚光科技已初步形成内生业务和外延业务共同发展的格局：内生业务为环境监测系统运营及服务业务(VOCs监测、超低排放检测、气体污染源、气站建设)，外延业务包括实验室分析仪器、水利水务智能系统业务和环境治理业务，构建了“从监测检测到大数据分析再到治理工程”的闭环，不断为政府机构、工业园等提供综合环境服务，聚光科技将在成为综合环境服务商的道路上不断前进。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 大面积高质量单晶的生长一直是现代电子技术得以高速发展的基石。为了突破硅基电子学摩尔定律的限制，当前电子学研究的热点和重点，即类石墨烯二维半导体如过渡金属硫族化合物（TMDs）等，目前面临着如何精确控制原子层级的二维晶体的外延逐层生长这个难题。单层高质量TMDs的生长和光电应用经常见诸主流期刊，但双层乃至多层高质量单晶TMDs的生长仍是一个巨大的挑战。目前用于基础研究和光电应用的双层及多层TMDs多来自于机械剥离法以及后处理方法（如激光刻蚀、等离子体刻蚀和热退火等），普遍存在产率低、层数和尺寸可控性差等问题。虽有少数工作采用化学气相沉积（CVD）法制备出双层及多层TMDs，但仍存在晶体质量差、尺寸和层数不可控等问题。根据生长动力学理论，双层单晶的生长至少需要两个不同温度的生长阶段来促使单层的垂直高阶堆垛，但是在传统CVD升温阶段过程中，对前驱反应气体的控制不良通常会导致形成不可控和不需要的成核中心，进而显著降低所制备晶体的质量和可控性。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 为了解决该问题，江南大学电子工程系教授、全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组SAC/TC279/WG9委员肖少庆课题组（低维半导体材料与器件实验室）提出了一种具有普适性的氢气辅助反向气流化学气相外延法，实现了多种TMDs及其合金高质量双层单晶的大范围可控生长。相关成果以“Transition metal dichalcogenides bilayer single crystals by reverse-flow chemical vapor epitaxy”为题于2019年2月5日在线发表在《自然?通讯》上（Nat. Comm. 2019, 10, 598）。该方法通过在升温阶段引入氢气反向气流并控制生长温度梯度，不仅有利于减少外延生长时不需要、不可控的成核中心，而且有利于源自第一单层成核中心的第二单层的均质外延。这种方法的效率远超机械剥离法和传统的CVD方法，并在三层及多层单晶的逐层可控制备方面展现出巨大的潜力。另外，通过控制第二层的生长温度可以得到不同堆垛的双层TMDs单晶如AA堆垛和AB堆垛的二硫化钼（MoS2），实验结果发现AA堆垛的双层MoS2具有比单层更高的场效应管迁移率；通过采用多种源粉首次合成了MoWSSe四元合金双层单晶，实验结果表明其场效应晶体管表现出明显的双极性特征。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/c3614f1c-bb9c-42e1-a4f1-30e9b1035a63.jpg" title=" 微信图片_20190214133337.jpg" alt=" 微信图片_20190214133337.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 基于氢气辅助反向气流化学气相外延法的TMDs双层可控制备及其光电性能展示 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 这项研究为TMDs的大范围逐层可控制备提供了一种可靠和通用的思路，为研究层与层之间的范德华力相互作用提供了良好的平台，为实现过渡金属硫属化合物薄膜及其异质结的按需可控制备打下了坚实的基础，极大地提升了TMDs等二维半导体在实际电子和光电器件的应用潜力。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 该研究得到了江南大学自主科研计划-重点项目、国家自然科学基金和江苏省自然科学基金的资助。2014级博士生张秀梅为第一作者，课题组的南海燕老师为共同第一作者，课题组负责人肖少庆校聘教授和团队负责人顾晓峰教授为共同通讯作者，电学测试和理论计算方面分别得到了东南大学倪振华教授课题组和澳大利亚昆士兰科技大学Kostya Ostrikov教授等的支持。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 课题组论文全文链接： a href=" https://www.nature.com/articles/s41467-019-08468-8" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " Transition metal dichalcogenides bilayer single crystals by reverse-flow chemical vapor epitaxy /span /a 。 /p p style=" text-align: right text-indent: 2em " 作者：肖少庆课题组 /p

【研究背景】六方氮化硼（hBN）作为一种具有原子级平整性和无悬挂键的二维材料，因其优异的介电性能和化学稳定性，成为了下一代大规模集成电子设备中介电材料集成的研究热点。然而，尽管大量研究致力于生长单晶hBN薄膜，晶圆级超平整hBN仍然未能实现，主要挑战在于其表面褶皱和底层金属台阶堆积的问题，这会显著影响hBN的性能及其在高质量2D材料集成中的应用。为解决这一问题，北京大学彭海琳教授和深圳理工大学丁峰教授等人提出了一种新颖的外延生长方法，通过在Cu0.8Ni0.2(111)/蓝宝石晶圆上生长hBN。该方法利用hBN与Cu0.8Ni0.2(111)之间的强耦合，成功地抑制了褶皱和台阶堆积的形成，实现了晶圆级的超平整单晶hBN薄膜。相关成果在“Nature Materials”期刊上发表了题为“Ultraflat single-crystal hexagonal boron nitride for wafer-scale integration of a 2D-compatible high-κ metal gate”的最新论文。基于这一超平整hBN作为保护层，研究者们进一步将超薄高κ介电材料集成到二维材料上，形成了无损伤的界面。所得到的hBN/HfO2复合介电体展示了超低的漏电流（2.36×10&minus 6 A cm&minus 2）和0.52 nm的超薄等效氧化层厚度，满足了国际器件与系统路线图的目标。这一研究不仅解决了超平整hBN的生长难题，还为未来2D电子设备的集成提供了有效的策略。【科学亮点】1. 实验首次在Cu0.8Ni0.2(111)/蓝宝石晶圆上成功外延生长了4英寸超平整单晶hBN薄膜。 通过利用hBN与Cu0.8Ni0.2(111)之间的强耦合，显著抑制了褶皱的形成，并确保了平行对齐的hBN领域的无缝拼接，从而在晶圆级别上实现了超平整的单晶hBN薄膜。这一方法突破了晶圆级超平整hBN的生长难题。2. 实验通过在超平整hBN上集成超薄高κ介电材料（如HfO2），实现了高质量的2D材料保护层。 所得到的hBN/HfO2复合介电体展示了超低漏电流（2.36×10&minus 6 A cm&minus 2）和0.52 nm的超薄等效氧化层厚度，符合国际器件与系统路线图的目标。此结果表明，通过这种集成方法，可以在2D电子器件中实现高性能的介电保护层。【科学图文】图1： Cu0.8Ni0.2(111)晶圆上，超平六方氮化硼Hexagonal boron nitride，hBN单晶设计。图2. 超平六方氮化硼hBN薄膜的表征。图3. 在Cu0.8Ni0.2(111)衬底上，褶皱抑制机制。图4. 在二维2D材料上，高介电常数/金属栅极high-κ/metal gate，HKMG集成。【科学结论】本文的研究揭示了超平整单晶hBN在二维材料集成中的重要性及其潜力。通过在Cu0.8Ni0.2(111)/蓝宝石晶圆上外延生长4英寸超平整单晶hBN，展示了强耦合效应在抑制褶皱和确保平行对齐领域无缝拼接中的关键作用。这种超平整的hBN薄膜不仅为高质量二维材料的合成提供了新的平台，还为未来高性能电子器件的制造奠定了基础。通过将超平整的hBN作为保护层，成功集成了晶圆级超薄高κ介电材料，形成了无损伤的界面，达到了超低漏电流（2.36×10&minus 6 A cm&minus 2）和超薄等效氧化层厚度（0.52 nm）的优异性能。这一成果不仅满足了国际器件与系统路线图的要求，还推动了二维材料的研究进展。未来的研究可以在此基础上进一步探索超平整二维材料的合成方法，以及其在先进电子器件中的应用潜力，从而促进新一代电子技术的发展。参考文献：Wang, Y., Zhao, C., Gao, X. et al. Ultraflat single-crystal hexagonal boron nitride for wafer-scale integration of a 2D-compatible high-κ metal gate. Nat. Mater. (2024). https://doi.org/10.1038/s41563-024-01968-z

一、项目基本情况项目编号：GZGK22D205A0645Z项目名称：季华实验室分子束外延系统采购项目采购方式：公开招标预算金额：6,500,000.00元采购需求：合同包1(分子束外延系统):合同包预算金额：6,500,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1其他仪器仪表分子束外延系统1(台)详见采购文件6,500,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：见“标的提供时间”要求。二、申请人的资格要求：1.投标供应商应具备《政府采购法》第二十二条规定的条件，提供下列材料：1）具有独立承担民事责任的能力：在中华人民共和国境内注册的法人或其他组织或自然人，投标时提交有效的营业执照（或事业法人登记证或身份证等相关证明）副本复印件。分支机构投标的，须提供总公司和分公司营业执照副本复印件，总公司出具给分支机构的授权书。2）有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录：提供投标截止日前6个月内任意1个月依法缴纳税收和社会保障资金的相关材料。如依法免税或不需要缴纳社会保障资金的，提供相应证明材料。3）具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度：供应商必须具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度（提供2021年度财务状况报告或基本开户行出具的资信证明）。4）履行合同所必需的设备和专业技术能力：按投标文件格式填报设备及专业技术能力情况。5）参加采购活动前3年内，在经营活动中没有重大违法记录：参照投标函相关承诺格式内容。 重大违法记录，是指供应商因违法经营受到刑事处罚或者责令停产停业、吊销许可证或者执照、较大数额罚款等行政处罚。（根据财库〔2022〕3号文，“较大数额罚款”认定为200万元以上的罚款，法律、行政法规以及国务院有关部门明确规定相关领域“较大数额罚款”标准高于200万元的，从其规定。）2.落实政府采购政策需满足的资格要求：合同包1(分子束外延系统)落实政府采购政策需满足的资格要求如下:本采购包不属于专门面向中小企业采购的项目。3.本项目的特定资格要求：合同包1(分子束外延系统)特定资格要求如下:(1)供应商未被列入“信用中国”网站(www.creditchina.gov.cn)“失信被执行人或重大税收违法失信主体或政府采购严重违法失信行为记录名单”；不处于中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)“政府采购严重违法失信行为信息记录”中的禁止参加政府采购活动期间。（以采购代理机构于投标截止时间当天在“信用中国”网站（www.creditchina.gov.cn）及中国政府采购网（http://www.ccgp.gov.cn/）查询结果为准，如相关失信记录已失效，供应商需提供相关证明资料）。(2)单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商，不得同时参加本采购项目（采购包）投标。 为本项目提供整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务的供应商，不得再参与本项目投标。 投标函相关承诺要求内容。(3)已获取本项目采购文件。三、获取招标文件时间： 2022年10月14日 至 2022年10月21日 ，每天上午 00:00:00 至 12:00:00 ，下午 12:00:00 至 23:59:59 （北京时间,法定节假日除外）地点：广东省政府采购网https://gdgpo.czt.gd.gov.cn/方式：在线获取售价： 免费获取四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点2022年11月04日 09时00分00秒 （北京时间）递交文件地点：佛山市禅城区季华五路公交大厦6楼开标室（6）开标地点：佛山市禅城区季华五路公交大厦6楼开标室（6）五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜1.本项目采用电子系统进行招投标，请在投标前详细阅读供应商操作手册，手册获取网址：https://gdgpo.czt.gd.gov.cn/help/transaction/download.html。投标供应商在使用过程中遇到涉及系统使用的问题，可通过020-88696588 进行咨询或通过广东政府采购智慧云平台运维服务说明中提供的其他服务方式获取帮助。2.供应商参加本项目投标，需要提前办理CA和电子签章，办理方式和注意事项详见供应商操作手册与CA办理指南，指南获取地址：https://gdgpo.czt.gd.gov.cn/help/problem/。3.如需缴纳保证金，供应商可通过"广东政府采购智慧云平台金融服务中心"(http://gdgpo.czt.gd.gov.cn/zcdservice/zcd/guangdong/)，申请办理投标（响应）担保函、保险（保证）保函。/七、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：季华实验室地 址：广东省佛山市南海区桂城街道环岛南路28号联系方式：李工 0757-635053532.采购代理机构信息名 称：广州市国科招标代理有限公司地 址：广州市先烈中路100号科学院大院9号楼东座2楼（中国广州分析测试中心对面）联系方式：0757-83277829、020-876888473.项目联系方式项目联系人：黄小姐、李小姐电 话：0757-83277829、020-87688847广州市国科招标代理有限公司2022年10月14日