鍺及化合物半導(dǎo)體晶體材料作為現(xiàn)代電子技術(shù)的核心基礎(chǔ)，其應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展呈現(xiàn)多元化、高端化趨勢，在新能源、通信、光電子等領(lǐng)域的驅(qū)動下，市場將持續(xù)增長。當前，化合物半導(dǎo)體正從“技術(shù)追趕”轉(zhuǎn)向“局部領(lǐng)先”，在技術(shù)快速迭代的背景下，材料制備、工藝優(yōu)化和成本控制等環(huán)節(jié)仍面臨嚴峻挑戰(zhàn)，技術(shù)突破和國產(chǎn)化替代進程仍備受關(guān)注。

論壇現(xiàn)場

9月26-28日，“2025新一代半導(dǎo)體晶體材料技術(shù)及應(yīng)用大會”于昆明召開。本次會議在第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）、中關(guān)村半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）指導(dǎo)下，由云南臨滄鑫圓鍺業(yè)股份有限公司、極智半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)、半導(dǎo)體照明網(wǎng)、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主辦。云南鑫耀半導(dǎo)體材料有限公司、北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進中心有限公司承辦。

其中，“鍺及化合物半導(dǎo)體晶體材料”分論壇圍繞鍺、氮化鎵、碳化硅襯底外延、材料制備、工藝優(yōu)化等主題，來自產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)專家、高校科研院所及知名企業(yè)二十余位代表共同深入探討，追蹤最新進展。南京大學教授謝自力，南京大學教授修向前，中國電子科技集團首席專家、中國電子科技集團公司第十八研究所副總工程師孫強，甬江實驗室副研究員陳荔，中國電子科技集團公司首席專家、第十三研究所研究員孫聶楓共同主持了該分論壇。

磷化銦是光電子產(chǎn)業(yè)“隱形基石”，發(fā)展備受關(guān)注。中國電子科技集團公司首席專家、第十三研究所研究員孫聶楓做了“高質(zhì)量、大尺寸磷化銦單晶制備技術(shù)及應(yīng)用”的主題報告，分享了最新研究進展。

云南大學副研究員、云南臨滄鑫圓鍺業(yè)股份有限公司科技副總經(jīng)理楊杰做了“Ⅲ-V族和IV族半導(dǎo)體晶片及其外延材料的缺陷溯源分析”的主題報告，分享了相關(guān)研究成果。研究圍繞III-V族（GaAs、InP）和IV族（Ge）半導(dǎo)體晶片及其外延材料的缺陷展開溯源分析，指導(dǎo)晶體生長和晶片加工工藝的優(yōu)化，尋找晶片質(zhì)量與外延生長工藝的匹配關(guān)系。討論了Ge晶片質(zhì)量與外延缺陷的關(guān)聯(lián)。通過對這些缺陷的深入研究，提高了產(chǎn)品良率，降低了研發(fā)和生產(chǎn)成本，為同類型缺陷問題的解決提供了借鑒。

北方華創(chuàng)微電子化合物外延部門負責人楊牧龍做了“化合物半導(dǎo)體外延設(shè)備及工藝解決方案”的主題報告，報告通過介紹以GaAs、InP、GaN、SiC等材料為代表的化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主要工藝流程，提出CVD外延設(shè)備是化合物半導(dǎo)體器件所需要使用的核心關(guān)鍵設(shè)備。通過權(quán)威機構(gòu)的調(diào)研數(shù)據(jù)，展示了化合物半導(dǎo)體外延設(shè)備的國產(chǎn)化現(xiàn)狀、主要技術(shù)難點和常用技術(shù)路線。以關(guān)鍵技術(shù)難點作為切入，提出了外延設(shè)備開發(fā)所需要具備的技術(shù)基礎(chǔ)。

南京大學教授修向前做了“氮化鎵襯底生長工藝及設(shè)備技術(shù)研究”的主題報告，系統(tǒng)介紹了鹵化物氣相外延（HVPE）制備高質(zhì)量GaN襯底的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢。

山東大學講師曹文豪做了“大尺寸氮化鎵和氮化鋁晶體生長研究新進展”的主題報告。山東大學在大尺寸、高質(zhì)量GaN單晶生長技術(shù)方面提出了創(chuàng)新性解決方案，并取得了顯著進展。同時，課題組在另一種超寬禁帶半導(dǎo)體材料——AlN單晶襯底的制備方面，近期于晶體尺寸與質(zhì)量上也實現(xiàn)了重要突破。報告重點介紹了三方面內(nèi)容：采用氫化物氣相外延（HVPE）方法生長GaN晶體的最新進展、物理氣相傳輸（PVT）方法生長AlN晶體的新突破，以及山東大學在大尺寸AlN單晶生長方面的最新研究成果。

河北同光半導(dǎo)體股份有限公司副總經(jīng)理王巍做了“挑戰(zhàn)與機遇并存--碳化硅材料市場發(fā)展現(xiàn)狀及展望”的主題報告，探討了碳化硅（SiC）襯底在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用及其面臨的挑戰(zhàn)。涉及SiC襯底的制備技術(shù)，并討論這些技術(shù)在規(guī)模化生產(chǎn)中遇到的成本、質(zhì)量和一致性問題。SiC襯底在電動汽車、可再生能源和5G通信等領(lǐng)域的應(yīng)用進展，以及這些應(yīng)用如何推動SiC襯底技術(shù)的創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化。并評估了當前SiC襯底市場的競爭格局，以及未來幾年內(nèi)可能影響行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，提出對SiC襯底產(chǎn)業(yè)化進程的展望，包括技術(shù)創(chuàng)新、成本降低策略和潛在的市場機遇。

浙江大學杭州國際科創(chuàng)中心百人計劃研究員韓學峰做了“PVT法生長4H-SiC晶體的缺陷形成與摻雜機理研究”的主題報告，分享了最新研究成果，研究進一步揭示了電學性質(zhì)的空間分布規(guī)律：p型和n型碳化硅在軸向與徑向上表現(xiàn)出截然相反的電阻率分布趨勢。此外，研究還發(fā)現(xiàn)過小的徑向溫度梯度極易誘發(fā)多型夾雜現(xiàn)象。研究深入分析了生長界面溫度、C/Si比和氮摻雜量隨晶體生長的動態(tài)演化規(guī)律，并綜合考慮了坩堝內(nèi)氣體交換過程與腐蝕反應(yīng)的影響，闡明了這些因素對晶體生長速率、溫度場分布、C/Si比及氮氣濃度分布的調(diào)控機制。計算結(jié)果與實驗觀測一致，基于此提出了PVT生長過程中氮摻雜效率的估算值。

山東大學教授, 南砂晶圓技術(shù)總監(jiān)楊祥龍做了“8/12英寸碳化硅單晶襯底材料的研究進展”的主題報告，自SiC行業(yè)逐步踏入8英寸時代后，業(yè)界探索的腳步并未停歇，12英寸襯底的開發(fā)成為國內(nèi)外SiC襯底廠商新的競爭焦點，可喜的是國內(nèi)研究機構(gòu)及企業(yè)已在研發(fā)端邁出重要步伐。報告主要介紹廣州南砂晶圓半導(dǎo)體技術(shù)有限公司聯(lián)合山東大學近期大尺寸SiC單晶襯底的研究進展。

連城數(shù)控半導(dǎo)體裝備事業(yè)部、連科半導(dǎo)體有限公司總經(jīng)理胡動力做了“8/12吋碳化硅長晶爐技術(shù)進展及發(fā)展方向”的主題報告，以8/12 吋碳化硅生長設(shè)備技術(shù)進展及存在的問題為核心議題，聚焦碳化硅 12 吋晶體生長熱場設(shè)計這一關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點，系統(tǒng)解析熱場溫度梯度控制、界面穩(wěn)定性維持等核心難點，并結(jié)合企業(yè)技術(shù)研發(fā)實踐，提出兼具可行性與前瞻性的熱場優(yōu)化技術(shù)方案，為行業(yè)破解大尺寸碳化硅晶體生長技術(shù)瓶頸提供專業(yè)參考。

云南臨滄鑫圓鍺業(yè)股份有限公司COO包世濤做了“中國鍺產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與高質(zhì)量發(fā)展路徑展望”的主題報告，系統(tǒng)梳理了我國鍺產(chǎn)業(yè)的整體格局，包括資源稟賦，技術(shù)進展等。同時，深入分析了產(chǎn)業(yè)當前面臨的挑戰(zhàn)，探討產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展路徑，包括強化資源循環(huán)體系建設(shè)、突破關(guān)鍵工藝瓶頸、推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新、拓展在量子通信、太赫茲器件等新興領(lǐng)域的應(yīng)用，為行業(yè)同仁提供趨勢參考與實踐方向。

碲化鍺基材料的研究為高效熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)提供了重要基礎(chǔ)，昆明理工大學教授，金屬先進凝固成形和裝備技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心副主任葛振華做了“碲化鍺基熱電材料研究進展”的主題報告，分享了相關(guān)研究進展。

賽迪研究院集成電路研究所分立器件與化合物半導(dǎo)體研究室主任解楠做了“氮化鋁寬禁帶材料發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)演進趨勢研究”的主題報告，報告指出，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正呈現(xiàn)三個顯著特點：一是人工智能快速發(fā)展進一步加速集成電路多維度“分化”，包括工藝制程代際的分化、系統(tǒng)集成能力的分化、創(chuàng)新架構(gòu)的分化已經(jīng)配套能力的分化。二是集成電路技術(shù)發(fā)展面臨“存儲墻”、“面積墻”、“功耗墻”和“功能墻”四重制約。三是先進工藝、先進封裝、先進材料和架構(gòu)創(chuàng)新呈現(xiàn)互補、替代態(tài)勢。因此，后摩爾時代對技術(shù)的需求和豐富度更高，寬禁帶半導(dǎo)體材料將會大有可為。自2011年起，美國在《瓦森納協(xié)議》中明確：各種尺寸的AlN單晶及外延材料對華禁運，高質(zhì)量AlN成為掣肘我國技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵要素。 

甬江實驗室副研究員陳荔做了“氮化鋁半極性面外延調(diào)控及其在深紫外LED中的應(yīng)用”的主題報告，當前紫外LED存在外量子效率和電光轉(zhuǎn)換效率隨發(fā)光波長變短而急劇下降的問題，導(dǎo)致該問題的原因涉及外延晶體質(zhì)量、自發(fā)極化和壓電極化、p型和n型摻雜、發(fā)光極化變化等方面。進一步提升載流子輻射復(fù)合抑制非輻射復(fù)合是提升深紫外LED發(fā)光效率的關(guān)鍵之一。半極性面量子阱能夠通過改變量子阱與p軌道之間的角度關(guān)系，提升載流子限域及輻射復(fù)合發(fā)光的提取。研究開展了氮化鋁半極性面晶面調(diào)控及缺陷控制的研究，獲得了內(nèi)量子效率最高可達93.9 %的半極性量子阱結(jié)構(gòu)，為進一步提升深紫外LED光電性能提供了新途徑。

昆明云鍺高新技術(shù)有限公司總經(jīng)理李寶學做了“大尺寸紅外鍺單晶的研究進展”的主題報告。大直徑（＞300mm）、高光學均勻性的紅外鍺單晶作為天基紅外預(yù)警衛(wèi)星的關(guān)鍵原材料，國產(chǎn)化研制和生產(chǎn)具有重要的戰(zhàn)略意義。報告主要介紹了國內(nèi)外大尺寸紅外鍺單晶生長的研究進展，直拉法生長大尺寸、高光學均勻性、高機械強度鍺單晶的技術(shù)難點，以及云南鍺業(yè)在大尺寸紅外鍺單晶和低位錯光伏鍺單晶方面的研究進展。

新型MOCVD反應(yīng)器通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化與工藝創(chuàng)新，顯著降低了GaN外延層的位錯密度，提升了材料質(zhì)量。江蘇第三代半導(dǎo)體研究院材料生長平臺主任王國斌做了“基于新型MOCVD反應(yīng)器的低缺陷GaN材料的外延生長”的主題報告，分享最新研究成果。

杭州富加鎵業(yè)科技有限公司外延器件部部長陳端陽做了“氧化鎵單晶襯底及外延技術(shù)研發(fā)進展”的主題報告，分享了相關(guān)進展。其中，富加鎵業(yè)已構(gòu)建起“裝備-襯底-外延-器件驗證”全鏈條產(chǎn)業(yè)化體系，成為國內(nèi)少數(shù)實現(xiàn)氧化鎵材料與裝備雙線自主可控的企業(yè)。當前，富加鎵業(yè)正加速推進6英寸氧化鎵單晶及外延片產(chǎn)線建設(shè)，未來將達成“年產(chǎn)萬片”的產(chǎn)能規(guī)模，進一步打通“材料-器件-應(yīng)用”鏈路，為光伏、儲能、新能源汽車等領(lǐng)域提供高能效半導(dǎo)體解決方案。

西安電子科技大學助理研究員陶鴻昌做了題為“氧化鎵異質(zhì)外延成核調(diào)控及肖特基二極管（SBD）勢壘均勻性研究”的主題報告，報告中提出采用成核調(diào)控實現(xiàn)誘導(dǎo)后的有序成核以大幅降低β-Ga?O?的位錯密度，并基于此異質(zhì)外延薄膜制備出了高性能日盲紫外探測器，驗證了材料的優(yōu)異特性。報告中還系統(tǒng)研究了以低功函數(shù)W/Au為肖特基金屬的垂直結(jié)構(gòu)β-Ga?O?肖特基勢壘二極管的電學特性及其勢壘不均勻性。通過電容-電壓（C-V）特性、正向電流密度-電壓（J-V）特性以及反向擊穿電壓（BV）測試，評估了器件性能，并解釋了勢壘高度和理想因子的溫度依賴性，且發(fā)現(xiàn)退火處理可有效降低勢壘高度波動，為高可靠的氧化鎵SBD提供了新的思路。

中國科學院半導(dǎo)體研究所副研究員沈桂英做了題為“InP、GaSb與InAs單晶生長、襯底制備及缺陷研究進展”的主題報告，報告系統(tǒng)闡述中國科學院半導(dǎo)體研究所在磷化銦（InP）、銻化鎵（GaSb）和砷化銦（InAs）三種關(guān)鍵Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體單晶材料的缺陷控制、高質(zhì)量襯底制備及批量生產(chǎn)技術(shù)上取得的最新系列進展。其中，在單晶生長方面，成功設(shè)計出可以獲得高質(zhì)量銻化鎵單晶的大尺寸生長熱場，并成功生長出了國內(nèi)第一根6英寸銻化鎵單晶錠。在襯底加工方面，創(chuàng)新性地開發(fā)了針對InAs的專用位錯腐蝕液，實現(xiàn)了對亞表面晶格損傷的定性表征與深度精準測量，為優(yōu)化拋光工藝、制備“開盒即用”晶片提供了關(guān)鍵技術(shù)支持，成功實現(xiàn)了高質(zhì)量InP、GaSb和InAs襯底的批量制備，打破了國外技術(shù)封鎖，為我國自主可控的紅外探測與光電子產(chǎn)業(yè)鏈提供了核心材料支撐。

云南鑫耀半導(dǎo)體材料有限公司技術(shù)副總經(jīng)理韋華做了題為“VGF法磷化銦熱場優(yōu)化控制對單晶缺陷形成的影響”的主題報告，分享了相關(guān)研究成果。其中，針對高端光電子和微電子器件用高品質(zhì)InP晶片存在的位錯、孿晶等缺陷問題，借助CGSIM數(shù)值正交模擬，研究獲得VGF熱場軸向/徑向溫度分布、熱流/溶體流動、固液界面形狀與位錯及應(yīng)力分布的影響規(guī)律。固液界面小平面局部過冷是孿晶形核的主要驅(qū)動力，通過坩堝錐角優(yōu)化、自適應(yīng)精確控溫算法可工程實現(xiàn)降低應(yīng)力波動，進而抑制孿晶，實現(xiàn)低成本、低缺陷、高均勻性VGF-InP單晶生長技術(shù)。

云南大學材料與能源學院副研究員，光電子與微電子重點實驗室主任邱鋒做了“晶體本征缺陷的理論研究及晶片表面非故意缺陷的性能調(diào)控”的主題報告，單晶本征缺陷的識別與抑制科學是單晶生長的關(guān)鍵科學問題。研究開展了戰(zhàn)略關(guān)鍵半導(dǎo)體（InP單晶、GaSb單晶）的本征缺陷、非故意缺陷的識別、第一性、抑制技術(shù)等研究，闡述了極性半導(dǎo)體的本征缺陷特性及其載流子散射機理，為開發(fā)高品質(zhì)半導(dǎo)體晶片奠定堅實的理論基礎(chǔ)。

云南鑫耀半導(dǎo)體材料有限公司副總經(jīng)理劉漢保做了“基于VGF法的低氧含量半絕緣砷化鎵單晶生長工藝優(yōu)化及電學性質(zhì)研究”的主題報告，分享了相關(guān)研究成果。氧雜質(zhì)是導(dǎo)致材料電學性質(zhì)不均勻和不穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一。研究采用垂直梯度凝固法（VGF），系統(tǒng)性地優(yōu)化了晶體生長工藝以降低晶體中的氧含量。研究為制備高性能、高一致性的半絕緣GaAs襯底提供了可靠的工藝方案。

昆明理工大學副教授鄧家云做了“磷化銦晶圓力學性能與加工性能研究：理論計算、分子動力學仿真、實驗驗證”的主題報告，單晶磷化銦(InP)因其優(yōu)異的光電性能在光電領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。然而，由于應(yīng)用領(lǐng)域的特殊性，對其表面質(zhì)量的要求極為苛刻。InP固有的柔韌性與脆性的顯著差異為實現(xiàn)無損傷的高質(zhì)量表面帶來了巨大挑戰(zhàn)。從力學性能的各向異性理論計算、分子動力學仿真、研磨實驗驗證等多個方面探討不同晶面類型的各向異性及加工性能和損傷機制，系統(tǒng)揭示了磷化銦(InP)不同晶面((100)/(110)/(111))在研磨加工中的材料去除機制與表面質(zhì)量差異。相關(guān)研究工作可以為InP晶圓的超精密加工工藝優(yōu)化提供理論依據(jù)，有效推動半導(dǎo)體器件性能優(yōu)化。

磷化銦作為第二代Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體，具有高電子遷移率、直接帶隙、高熱導(dǎo)率及抗輻射能力等優(yōu)勢，也是光電子和微波器件的理想材料‌。云南鑫耀半導(dǎo)體材料有限公司市場部副經(jīng)理趙茂旭做了“化合物半導(dǎo)體InP單晶襯底的應(yīng)用及市場發(fā)展趨勢”的主題報告。分享了最新趨勢。

（會議內(nèi)容詳情，敬請關(guān)注半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)、第三代半導(dǎo)體公號）