我國(guó)前沿半導(dǎo)體材料碲鋅鎘制備技術(shù)取得新突破
我國(guó)前沿半導(dǎo)體材料碲鋅鎘制備技術(shù)取得新突破
來源：大半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)
2022-02-09承禹新材制造的碲鋅鎘單晶棒及晶片，在紅外透過率等綜合參數(shù)性能、產(chǎn)品良率、晶棒及晶片尺寸規(guī)格等幾項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)方面，均處于國(guó)內(nèi)同行業(yè)中領(lǐng)先。
本文由承禹新材供稿
日前，安徽承禹半導(dǎo)體材料科技有限公司（簡(jiǎn)稱“承禹新材”）獲得中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所關(guān)于第三代前沿半導(dǎo)體材料碲鋅鎘單晶棒及晶片的檢測(cè)檢驗(yàn)報(bào)告。其結(jié)論和數(shù)據(jù)顯示，承禹新材制造的碲鋅鎘單晶棒及晶片，在紅外透過率等綜合參數(shù)性能、產(chǎn)品良率、晶棒及晶片尺寸規(guī)格、尤其是3英寸的全單晶圓片等幾項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)方面，均處于國(guó)內(nèi)同行業(yè)中遙遙領(lǐng)先、名列前茅的位階，部分指標(biāo)追平甚至領(lǐng)先國(guó)際技術(shù)水平。
中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所是中國(guó)國(guó)務(wù)院直屬事業(yè)單位，是集半導(dǎo)體物理、材料、器件及其應(yīng)用于一體的半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的綜合性研究機(jī)構(gòu)，在國(guó)內(nèi)具有很高的權(quán)威性，被稱為“引領(lǐng)我國(guó)半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)發(fā)展的火車頭”。
“承禹新材此次順利獲得中科院半導(dǎo)體所的產(chǎn)品檢測(cè)報(bào)告，既彰顯出該公司在碲鋅鎘半導(dǎo)體材料制備技術(shù)方面具有雄厚的實(shí)力，也可以看出該公司未來巨大的發(fā)展?jié)摿??！币晃毁Y深業(yè)內(nèi)人士表示。
碲鋅鎘，英文名稱cadmium zinc telluride，簡(jiǎn)寫為CZT。自然界中并不現(xiàn)存有該物質(zhì)，它是人工用碲、鋅及鎘三種單質(zhì)（包含其它微量添加物質(zhì)）化合生長(zhǎng)而成單晶體，是屬于第三代前沿戰(zhàn)略性的半導(dǎo)體材料，是當(dāng)前國(guó)際國(guó)內(nèi)制造室溫中紅外探測(cè)、X射線探測(cè)、γ射線探測(cè)、核輻射及高能射線等探測(cè)器最為先進(jìn)、優(yōu)異的材料。
據(jù)悉，碲鋅鎘半導(dǎo)體材料在軍事用途上，主要是大幅提升武備的紅外探測(cè)性能及其成像清晰度，而當(dāng)前國(guó)際上武備九成以上均是以紅外探測(cè)方式搜尋和發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的。在民用領(lǐng)域，未來主要應(yīng)用于核醫(yī)療、放射源檢測(cè)、無破損檢測(cè)、核輻射探測(cè)、探溫探源檢測(cè)及夜視等領(lǐng)域、行業(yè)的設(shè)備、儀器的制造。其核心作用與意義在于更新迭代前述行業(yè)的設(shè)備、儀器的工藝、功能及性能，提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，助力國(guó)內(nèi)這些行業(yè)同代等差參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。更主要的是，碲鋅鎘半導(dǎo)體材料及器件可以提高核醫(yī)療、核輻射劑量、安檢等設(shè)備儀器（如CT機(jī)、X光機(jī)、安檢儀器等）功能與性能，降低放射源劑量，廣泛惠及民眾的醫(yī)療水平及健康。
正因該材料在軍事及民用領(lǐng)域具有諸多革新、顛覆性的功能與性能，國(guó)際上少數(shù)幾個(gè)能生產(chǎn)制造的先進(jìn)國(guó)家都將其列為戰(zhàn)略性、管制性的產(chǎn)品，對(duì)我國(guó)進(jìn)行技術(shù)與產(chǎn)品的雙封鎖。
“而位于安徽省蚌埠市的承禹新材生產(chǎn)的綜合質(zhì)量參數(shù)優(yōu)良、高良率、大尺寸的碲鋅鎘單晶棒及其晶片（包括全單晶圓片，這是屬于首創(chuàng)性的高難度技術(shù)工藝，必將改變未來相關(guān)產(chǎn)業(yè)工藝），必將有力打破這種掣肘，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)供給，助推國(guó)內(nèi)諸多相關(guān)行業(yè)設(shè)備、產(chǎn)品的更新升級(jí)，其意義重大、前景廣闊，是國(guó)人創(chuàng)新與研發(fā)能力的一個(gè)有力例證。”半導(dǎo)體領(lǐng)域一權(quán)威人士說道。
業(yè)內(nèi)人士表示，碲鋅鎘單晶材料及晶片是制造室溫X射線、γ射線、核輻射等探測(cè)器優(yōu)異、先進(jìn)的半導(dǎo)體材料，具有噪聲低、暗電流低、熱穩(wěn)定性好、電阻率高、探測(cè)射線能量分辨率較高、帶隙寬且可調(diào)、靈敏度高、計(jì)數(shù)率高、能量響應(yīng)率高等諸多突出優(yōu)點(diǎn)。其中，民用領(lǐng)域主要應(yīng)用于核醫(yī)療、放射性安檢、夜視、紅外探測(cè)、核輻射探測(cè)、災(zāi)難搜救、探溫探源、空間天文研究等設(shè)備、儀器上，軍用領(lǐng)域可應(yīng)用于導(dǎo)彈、衛(wèi)星、戰(zhàn)機(jī)、雷達(dá)、艦船、坦克、步兵戰(zhàn)車、單兵作戰(zhàn)等各類武器裝備紅外探測(cè)器及成像的材料。
比如，在目前使用的CT機(jī)、X光機(jī)等醫(yī)學(xué)檢查中，以閃爍體探測(cè)器為核心部件的傳統(tǒng)醫(yī)療成像設(shè)備，相比碲鋅鎘單晶材料做襯底的核醫(yī)療設(shè)備，在成像清晰度、掃描層隔精度、放射元素輻射量、成像時(shí)間等性能指標(biāo)上差距甚大。而在應(yīng)用碲鋅鎘單晶材料制造的X光機(jī)、CT機(jī)等各類核醫(yī)療探測(cè)、成像設(shè)備的核心部件中，不僅可實(shí)現(xiàn)從間接成像轉(zhuǎn)向直接成像，而且掃描層隔更精微，成像更清晰，放射性元素劑量可以降低到原來閃爍體探測(cè)器劑量的三分之一，檢測(cè)時(shí)間可以縮短為原來四、五分之一左右，同時(shí)還可以延展醫(yī)療檢測(cè)的群體和適應(yīng)癥范圍。
據(jù)了解，2021年，蚌埠市水利局領(lǐng)導(dǎo)及蚌埠水利建設(shè)投資有限公司高層在對(duì)該項(xiàng)目經(jīng)過多輪科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那笞C、考察之后，果斷決策、高效執(zhí)行，最終力促碲鋅鎘單晶半導(dǎo)體材料項(xiàng)目花落珠城蚌埠。2021年8月，蚌埠水利建設(shè)投資有限公司與合肥達(dá)識(shí)新材料技術(shù)開發(fā)有限公司共同合作投資成立安徽承禹半導(dǎo)體新材料科技有限公司。該公司現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)首批進(jìn)行純企業(yè)化、大規(guī)?；慨a(chǎn)碲鋅鎘半導(dǎo)體材料的領(lǐng)跑者。
“蚌埠水利建設(shè)投資有限公司是國(guó)有政策性投資公司，具有政策及資金方面的資源優(yōu)勢(shì)。合肥達(dá)識(shí)則擁有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)工藝以及先進(jìn)的經(jīng)營(yíng)管理水平和優(yōu)秀的市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)能力。雙方真誠(chéng)攜手，相得益彰，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，前景可期?！卑霾核ㄔO(shè)投資有限公司冉凡榮董事長(zhǎng)如是說。
合肥達(dá)識(shí)新材料技術(shù)開發(fā)有限公司目前已擁有以碲鋅鎘單晶為代表的多項(xiàng)先進(jìn)、成熟的第二代、第三代半導(dǎo)體和其它化合材料及芯片的生產(chǎn)制造技術(shù)與工藝。公司研發(fā)的化合材料包括碲鋅鎘、碳化硅、透明高阻薄膜、銻化鎵、氮化鎵、氟化鋇、氟化鈣、砷化鎵、寶石級(jí)金剛石等。公司掌握的碳化硅和透明高阻薄膜技術(shù)工藝等則屬于升級(jí)類別，不僅在產(chǎn)品性能質(zhì)量、參數(shù)指標(biāo)等方面顯著領(lǐng)先，而且生產(chǎn)成本也成倍降低。
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