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半导体工艺制程不断缩小 高迁移率沟道材料需求迫切
文章出处:新思界网|
阅读量:2700|
时间:2022-04-08

导语:在科研力度不断加大、国家政策支持下,未来我国高迁移率沟道材料研究成果将不断增多,在半导体技术持续升级下,高迁移率沟道材料行业发展前景广阔。

沟道,是场效应晶体管中源区和漏区之间的半导体薄层,是半导体中由于外加电场引起的沿长度方向的导电层。迁移率,是单位电场强度下所产生的载流子平均漂移速度,迁移率与载流子浓度共同决定了半导体的电导率。随着半导体技术不断进步,市场对高迁移率沟道材料的需求日益迫切,高迁移率沟道材料研发的重要性日益突出。

根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年高迁移率沟道材料行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,高迁移率的意义在于可以利用更小体积的晶体管提供更大的电流。全球半导体制造技术迅速提升,工艺制程不断缩小,进入90nm节点时,依靠缩小晶体管沟道长度的方法已经无法大幅提升集成电路性能,特别是随着7nm时代到来,高功能集成度的新型器件不断问世,传统沟道材料已经无法满足升级需求,高迁移率沟道材料因此成为研究重点。

传统晶体管所用沟道材料主要是硅材料,硅材料性质优异且均衡,但其介电常数较低,在先进制程工艺中应用受到限制,随着制程工艺进入7nm、5nm节点,硅材料性能开发已经接近物理极限。同时,其他新型材料例如石墨烯、过渡金属硫化物等虽然部分性能得到提升,但仍有缺点。在此情况下,开发高迁移率沟道材料需求极为迫切。

在我国,2018年,北京大学研究团队,通过对Bi2O2Se材料进行热氧化处理,得到高K栅介质材料Bi2SeO5薄膜,突破了二维高迁移率半导体器件与超薄介电层集成这一瓶颈,并在此基础上,结合氢氟酸选择性刻蚀技术与微纳加工技术,制备了高性能场效应晶体管,其迁移率超过300cm2V-1s-1。

我国“十四五”国家重点研发计划“纳米前沿”重点专项中,提出围绕新型沟道材料的规模化制备、硅基兼容与器件性能提升的问题,研制200℃下电学性质稳定的超薄高迁移率沟道材料及高k栅介质的晶圆(直径大于两英寸)。在科研力度不断加大、国家政策支持下,未来我国高迁移率沟道材料研究成果将不断增多,在半导体技术持续升级下,高迁移率沟道材料行业发展前景广阔。

新思界行业分析人士表示,我国是全球电子产品生产大国,2015年以来,我国半导体材料市场呈现稳定增长态势,即使2019年全球半导体材料市场下行、2020年新冠疫情爆发,我国半导体材料需求仍保持上升趋势。2020年,我国半导体材料市场规模约为96亿美元,初步估算2021年市场规模将超过100亿美元。在此背景下,我国高迁移率沟道材料市场空间不断扩大。


文章来源:新思界网