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材料生長創(chuàng)新平臺器件工藝與封裝平臺
Material Growth Innovation Platform Device Process And Packaging Technology Platform
國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（蘇州）江蘇省第三代半導(dǎo)體研究院
國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心(蘇州)【簡稱國創(chuàng)中心(蘇州)】圍繞落實國家科技創(chuàng)新重大任務(wù)部署，打造國家戰(zhàn)略科技力量，在電力電子、微波射頻和光電子等領(lǐng)域，匯聚優(yōu)勢資源為第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供創(chuàng)新源頭技術(shù)供給,加快我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力整體躍升。國創(chuàng)中心(蘇州)于2021年3月獲科技部批復(fù)支持建設(shè),江蘇第三代半導(dǎo)體研究院為國創(chuàng)中心(蘇州)的建設(shè)主體單位。研究院以培育發(fā)展第三代半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)為目標(biāo),圍繞國家重大發(fā)展戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，建成材料生長創(chuàng)新平臺、器件工藝平臺和測試分析平臺等四大研發(fā)平臺。
材料生長創(chuàng)新平臺具有較為完善的外延設(shè)備體系,已建成川族氮化物的研發(fā)和中試線,共有5臺套針對不同器件應(yīng)用的專用型MOCVD設(shè)備，包含水平常壓式、垂直低壓式、高溫MOCVD、緊耦合噴淋式(CCS)和高速轉(zhuǎn)盤式(Turbodisc)等多種類型的反應(yīng)器，具備對GaN基與AIN基外延產(chǎn)品進行結(jié)構(gòu)設(shè)計與高質(zhì)量生長的能力;器件工藝平臺借鑒imec成功經(jīng)驗,匯聚優(yōu)勢資源,共建光刻、刻蝕、薄膜沉積、離子注入、晶圓鍵合及加工等第三代半導(dǎo)體器件關(guān)鍵共性技術(shù)公共驗證工藝線;,以UV-LED、Micro-LED、HEMT和MOSFET等寬禁帶半導(dǎo)體芯片核心工藝技術(shù)為基礎(chǔ),以光機電集成、異質(zhì)混合集成為特色,建成國內(nèi)首個第三代半導(dǎo)體開放共享的公共驗證平臺。支撐光電子工藝、微電子工藝、光機電集成工藝技術(shù)開發(fā)和裝備技術(shù)開發(fā)驗證。
平臺定位 >>>>
搭建基礎(chǔ)研究向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的橋梁
服務(wù)體系
全鏈護航·精工智賦
6英寸晶圓標(biāo)準(zhǔn)線
全棧式工藝能力覆蓋外延生長至器件制備全流程專注川I-V族化合物半導(dǎo)體研發(fā)與中小批量生產(chǎn)，涵蓋：
深紫外LED
>>> 工藝流程
即發(fā)光波長介于 200\mathsf{n m}-280\mathsf{n m} 之間的紫外光發(fā)光二極管器件，在非可見光通訊和醫(yī)療滅菌應(yīng)用方面有巨大優(yōu)勢。
功率器件
工藝流程
功率器件
能夠直接用于處理電能的電路中，實現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件。GaN功率器件具有擊穿電壓高、導(dǎo)通電阻低、轉(zhuǎn)換效率高、系統(tǒng)體積小等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于電動汽車、電力傳輸、服務(wù)器、消費電子等領(lǐng)域。
Micro-LED
工藝流程
即微米量級發(fā)光二極管，尺寸在 50\upmurm{m} 以下，GaN基MicroLED顯示在亮度、分辨率、對比度等方面具有巨大的優(yōu)勢，被視為顛覆產(chǎn)業(yè)的終極顯示技術(shù)。
設(shè)備快速索引 >>>>
材料生長創(chuàng)新平臺
GaN外延技術(shù)中心
CY MOCVD-1. 2
CYMOCVD-2 2
AMEC(Prismo D-Blue) 2
AMEC(PrismoPD5) 2
AIN外延技術(shù)中心
AIXMOCVD(CRIUS-HT) 4
AMECMOCVD(HiT3) 4
NAURAPVD(iTopsA230) 4
器件工藝與封裝平臺
光刻工藝中心
接觸式光刻機(SUSSMA8) 6
雙面光刻機（EVG620NT） 6
無掩膜光刻機(DS-2000/14K) 6
紫外光刻機(URE-2000/35LX) 6
步進式光刻機(Nikoni10) 7
刻蝕工藝中心
原子層刻蝕機(ICPmetal) 9
離子束刻蝕機(IBE） 9
電感耦合等離子刻蝕機（GDEC200） 9
反應(yīng)等離子刻蝕機（GDEC200L） 9
電感耦合等離子體刻蝕機（GSEV200） 10
電感耦合等離子體刻蝕機（GSEV200） 10
設(shè)備快速索引 >>>>
器件工藝與封裝平臺
薄膜沉積中心
磁控濺射設(shè)備（DISCOVERY18) 12
原子層沉積設(shè)備（PTL6PPL8) 12
磁控濺射（PHOEBUS) 12
電感耦合等離子體化學(xué)氣相沉積
(plasmalabsystem100) .12
等離子體增強化學(xué)氣相沉積（Taurusi200PES）..13
電子束蒸發(fā)（EBX-1000） 13
晶圓檢測中心
霍爾測試儀(HL5500) 15
橢偏儀(ME-Mapping) 15
晶圓表面缺陷檢測儀(Candela8500) 15
GaN缺陷檢測設(shè)備(E3200) 15
光致發(fā)光光譜儀(IM1180) 16
晶圓平坦度測量儀(Corning Tropel). .16
半自動探針臺（TP60-PD）. 16
電致發(fā)光光譜儀（DP2020-UV) 16
晶圓加工中心
快速退火爐(RTP-SA-8) 18
氧化爐(S200-2F/0X).. 18
等離子干法去膠機（SINDINST3100） 18
單片清洗機(SpinEtcher) 18
金屬研磨機(SL610T-AFCLOM) 19
切割機(disco321) 19
磨拋一體機(PM6). 19
化學(xué)機械拋光（atom2110) 19
材料生長創(chuàng)新平臺GaN外延技術(shù)中心
Material growth innovation platform GaN Epitaxy Technology Center
工藝能力
GaN、AIGaN、InGaN等GaN基材料及LED、HEMTRF等器件結(jié)構(gòu)外延。
工藝能力
GaN、AIGaN、InGaN等GaN基材料及LD等器件結(jié)構(gòu)外延。
技術(shù)指標(biāo)
(1)MO源:TMGa、TMIn、CpMg、TMAl、TEGa、Cp2Fe
(2)氣體：NHSiHHN
(3)壓強：0\~500Torr
(4)總流量：0\~200slm
(5)溫度：25\~1250℃
(6)托盤轉(zhuǎn)速：0\~1200rpm
(7)反應(yīng)室類型：垂直式
(8)襯底尺寸：2-6時
技術(shù)指標(biāo)
(1) MO源:TMGa、TMIn、Cp,Mg、TMAI、TEGa
(2)氣體:NH、SiHH2N2
(3)壓強：0\~760Torr
(4)總流量：0\~100slm
(5)溫度： 25~1200°0
(6)托盤轉(zhuǎn)速：0\~60rpm
(7)反應(yīng)室類型：水平式
(8)襯底尺寸：2-4時
材料生長創(chuàng)新平臺AIN外延技術(shù)中心
Material growth innovation platform AIN Epitaxy Technology Center
工藝能力
AIN、AIGaN、InGaN等AIN基材料及UVLED等器件結(jié)構(gòu)外延。
工藝能力
AIN、AIGaN、InGaN等AIN基材料及UVLED、UVLD等器件結(jié)構(gòu)外延。
技術(shù)指標(biāo)
(1)MO源:TMGa、TMIn、Cp2Mg、TMAl、TEGa
(2)氣體:NHSiHHN
(3)壓強：0\~500Torr
(4)總流量：0\~100slm
(5)溫度：25\~1350°℃
(6)托盤轉(zhuǎn)速：0\~60rpm
(7)反應(yīng)室類型：垂直式
(8)襯底尺寸：2-12時
技術(shù)指標(biāo)
(1)MO源:TMGa、TMIn、Cp2Mg、TMAl、TEGa
(2)氣體： {\mathsf{N H}}_{3}, SiHHN
(3)壓強：0\~500Torr
(4)總流量：0\~200slm
(5)溫度：25\~1350°℃
(6)托盤轉(zhuǎn)速：0\~1200rpm
(7)反應(yīng)室類型：垂直式
(8）襯底尺寸：2-4時
器件工藝與封裝平臺光刻工藝中心
Device process and packaging platform Lithography Process Center
工藝能力
工藝能力
(1)樣片尺寸：4/8時(2)分辨率： 1.5\upmum （光刻膠厚度 \mathsf{i}\upmu\mathsf{m}_{*}^{*} 一(3)正面對準(zhǔn)精度優(yōu)于 ±0.5\upmum (4)背面對準(zhǔn)精度優(yōu)于 ±1.0\upmum
(1)樣品尺寸：2/6時
(2)楔塊補償：全自動-軟件控制
(3)分辨率： \mathsf{\Omega}_{1.5\upmu\mathsf{m}}
應(yīng)用領(lǐng)域
應(yīng)用領(lǐng)域
適用于化合物半導(dǎo)體、光電器件、微電子器件、MEMS工藝研發(fā)
(1)MEMS、先進封裝、化合物半導(dǎo)體、光電器件、光電顯示、生物芯片等領(lǐng)域，實現(xiàn)微米級圖形曝光(2)尤其在厚膠、碎片、邊緣曝光等特殊工藝有明顯優(yōu)勢
工藝能力
(1)樣品尺寸:2吋
(2)樣品厚度:350μm-1000μm
(3)分辨率： 0.5\upmum
(4)套刻精度:130nm
(5)步進精度： 0.07\upmum
(6)視場:20mm×20mm
(7)特定套刻標(biāo)記
(8)光源：i線365nm波段
應(yīng)用領(lǐng)域
適用于非透明片的高分辨率、高套刻精度和大批量樣品爆光
器件工藝與封裝平臺
刻蝕工藝中心
Device process and packaging platform Etching Process Center
工藝能力
(1)配置氣體:CL、BCL、Ar、N、O2SFCF4
(2)ICP功率:3000W
(3)Bais功率:600W
(4)腔體最高溫度： 200°mathsf C
工藝能力
(1)樣品尺寸：6時向下兼容 (2)本底真空 less 9E-5 Pa (3)束流： 0~200m A (4)離子能量： _{0~1000} eV
應(yīng)用領(lǐng)域
(1)用于GaN、AIGaN刻蝕(2)可實現(xiàn)ALE刻蝕功能
應(yīng)用領(lǐng)域
用于刻蝕加工各種金屬、合金、非金屬等各種材料
工藝能力
(1)ICP射頻功率：3000W
(2)Bias射頻功率：1500W
(3)片內(nèi)/片外均勻性：≤ ±5% (6時)
(4)腔體控壓范圍：2\~100mTorr
(5)Chiller控溫范圍： 20~90°C
(6)工藝氣體:Ar、 \mathsf{O}_{2}, He、NSFCl,SiCl,BCl
工藝能力
(1)射頻功率：2000W
(2)片內(nèi)/片外均勻性： <=±5% (6時)
(3)主要用于8時晶圓(可兼容8時晶圓）的多功能刻蝕
(4)腔體控壓范圍：5\~85mTorr
(5)Chiller控溫范圍： 20~90°C
(6)工藝氣體:Ar \begin{array}{r}{{{0}_{{(3)/(2)}}},}\end{array} HeNCFSFCFCHF
應(yīng)用領(lǐng)域
應(yīng)用領(lǐng)域
用于AIN、SiC刻蝕
用于SiO刻蝕
工藝能力
(1)樣品尺寸：6時向下兼容
(2)本底真空：0.05mTorr
(3）上電極可用功率范圍：150-1200W
（額定1500W、13.56MHz)
（4）下電極可用功率范圍：5-260W（額定300W、13.56MHz）
(5)工藝氣體:Ar O_{2}* C l_{2}* B C l_{3}* N_{2}* H B r.C H_{4}* H_{2}
應(yīng)用領(lǐng)域
用于刻蝕加工GaN、AIN、InP等材料
工藝能力
(1)樣品尺寸：6時向下兼容
(2）本底真空：0.05mTorr
(3）上電極可用功率范圍：150-1200W
（額定1500W、13.56MHz)
(4）下電極可用功率范圍：5-260W（額定300W、13.56MHz)
(5)工藝氣體:Ar、 0_{2}.5F_{6}.C_{2}.B C_{3}.N_{2}.C F_{4}. HBr
應(yīng)用領(lǐng)域
用于刻蝕加工GaN、AIN等I川I-V族材料
器件工藝與封裝平臺
薄膜沉積中心
Device process and packaging platform Thin Film Deposition Center
工藝能力
(1)載片尺寸：6時及以下 (2)均勻性： ±5% (3)真空度：5E-4Pa (4)蒸發(fā)速率：0.1A/s-20A/s
工藝能力
(1) ALD \mathsf{S i O}_{2} : dep rate 6A/min \mathsf{U}%=2% R1=1.434 (2)ALD SiNx : dep rate 5A/min \mathsf{U}%=20% _{\sf R I}=1.863 (3)樣片尺寸：6時及以下
應(yīng)用領(lǐng)域
用于MEMS、生物芯片、三代半導(dǎo)體、電力電子器件等特殊金屬工藝，包括Ti、Al、Ni、Au、Ag、Cr、Pt、Cu、TiW、Pd等金屬及合金薄膜
應(yīng)用領(lǐng)域
（1）可廣泛應(yīng)用于MEMS，光電器件等泛半導(dǎo)體器件領(lǐng)域。橫向流動式反應(yīng)室（crossflow)，反應(yīng)室結(jié)構(gòu)緊湊，可提高前驅(qū)體利用效率，反應(yīng)室較小，適合生長平面型樣品。可用于 {\bf* A l}_{2}0_{3} SiO、TiO等
(2)滿足6時晶圓量產(chǎn)工藝要求
工藝能力
\mathsf{S i H}_{4} 基 \mathsf{S i}0_{2} 工藝：
(1)片對片均勻性 {<}2.0% ，取單片均值 (2)運行至運行均勻性 <2.0% ，取單運行均值 \mathsf{S i H}_{4} 基SiN工藝: (1)片對片均勻性 {<}2.0% ，取單片均值 (2)運行至運行均勻性 {<}2.0% ，取單運行均值
應(yīng)用領(lǐng)域
8時以下 \mathsf{S i O}_{2}. SiN沉積
工藝能力
(1)樣品尺寸：8時向下兼容(2)薄膜均勻性： ±5%
應(yīng)用領(lǐng)域
（1）根據(jù)裝載靶材不同，可蒸鍍Cr、Al、Ti、Au等金屬膜，
主要用于生長平面型樣品
(2）滿足6/8時晶圓量產(chǎn)工藝要求
器件工藝與封裝平臺晶圓檢測中心
Device process and packaging platform Wafer Characterization Center
工藝能力
(1)樣品尺寸：2時及以下
(2)測試臺溫度選項：常溫
(3)磁場：3200Gs
(4)最大測量電阻值：100Gohm/sq
工藝能力
(1)樣品尺寸：8時以下兼容(2)波長范圍：380nm-1000nm(3)膜厚范圍：1-10000nm(4)測量模式:mapping、單點
應(yīng)用領(lǐng)域
可應(yīng)用于各種半導(dǎo)體及其薄膜材料的載流子濃度、電阻率、載流子遷移率及霍爾系數(shù)等電學(xué)性能的常溫或變溫測試
應(yīng)用領(lǐng)域
可用于測量透明薄膜、半導(dǎo)體薄膜、金屬薄膜厚度、折射率、消光系數(shù)等。
工藝能力
(1)樣品尺寸：8時以下兼容(2)激光器：213nm266nm375nm(3)波長范圍：200nm-1000nm
工藝能力
(1)樣品尺寸：2-8時
(2)測量精度及重復(fù)性：重復(fù)性誤差不超過 25\upmum .，
精確度： 0.1\upmum
(3)測量模式：斜入射激光干涉，非接觸、無損傷測量
(4)可裝載的樣品厚度范圍： 300~1500{\upmu}{ m}
應(yīng)用領(lǐng)域
通過PL光譜測量外延片逐點的：峰值波長（WLP)、主波長(WLD)、光譜半寬（HW)、積分光（INT)、峰強度（PI)；藍綠片測量模塊還可測量熒光的相對光功率(PD);紫外測量塊還可測量HEMT器件的AI組份百分比?？赏ㄟ^白光測膜厚（THK)、反射率（PR）
應(yīng)用領(lǐng)域
(1)測量多種不同指標(biāo)：能夠快速準(zhǔn)確地對各種表面的平面度和其他表面參數(shù)進行精密測量
(2)完整的分析系統(tǒng)：三維/拓?fù)?合格率/分布/平面/局部平面度分析/斜度
器件工藝與封裝平臺晶圓加工中心
Device process and packaging platform Wafer Processing Center
工藝能力
(1)樣品尺寸：8吋(2)溫度范圍：室溫 \mathtt{1250°C} (3)最高升溫速度： 25°\mathsf{C}_{I} s(4)溫度控制重復(fù)性： ±1°\mathsf{C}
工藝能力
(1)樣品尺寸：8時以下兼容
(2)均勻性：片內(nèi)均勻性不高于 ±1.5% ；片間均勻性不高于
±2% ；批間均勻性不高于土 2%
應(yīng)用領(lǐng)域
退火爐管為常壓退火，用于晶圓離子注入后的高溫激活、退火等熱處理工藝
應(yīng)用領(lǐng)域
(1)應(yīng)用于硅片、碳化硅等材料表面氧化(2)應(yīng)用于MEMS、生物芯片等表面氧化
工藝能力
(1)樣品尺寸：4/6/8時
(2)溫度范圍：室溫- 200°\mathsf{C}
(3)去膠均勻性： <=slant10%
(4)工藝氣體： 0_{2}\Join_{2}\Join
(5)等離子輸出功率：150-1000W
工藝能力
(1）樣品尺寸：4/8/12時
(2)溫度范圍：室溫
(3)單次加工數(shù)量：1片
(4)工藝液體：鹽酸、硫酸、磷酸等
(5)干燥方式：氮氣甩干
應(yīng)用領(lǐng)域
應(yīng)用領(lǐng)域
晶圓表面殘余光刻膠等有機物的清洗和去除。
（1)主要用于單片晶圓的酸性、堿性清洗，降低晶圓表面顆粒度；
(2）鹽酸、磷酸、硫酸等濕法腐蝕工藝。
工藝能力
(1)載片尺寸：8時及以下兼容
(2)砂輪顆粒：#270、#600、#2000
(3)均勻性： ±5%
(4)厚度精度： ±3\upmum
工藝能力
(1)載片尺寸：6時及以下兼容(2)載片厚度：0.1-1.5mm(3)定位精度：0.003mm(4)Z軸重復(fù)精度：0.001mm
應(yīng)用領(lǐng)域
應(yīng)用材料包括Si,GaAs,InP， \mathsf{S i O}_{2}; 玻璃，藍寶石，陶瓷，GaN等厚度快速減薄
應(yīng)用領(lǐng)域
(1)用于Si、SOI、GaAs等材料切割加工
（2）石英、玻璃、酸鋰、鉭酸鋰、氧化家、PCB板、陶瓷、
SiC、硅基氮化等材料切割加工
(3）用于MEMS傳感器芯片、生物芯片等切割加工
Micro-LED
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