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前段時(shí)間 ， 南京大學(xué)陸海和張榮教授團(tuán)隊(duì)在前期研究基礎(chǔ)上 ， 創(chuàng)新設(shè)計(jì)出一種表面梯度摻雜誘導(dǎo)δn-i-p超淺結(jié)SiC二極管 ， 并通過開發(fā)選區(qū)刻蝕、高溫氧化修復(fù)與低溫金屬化工藝 ， 成功實(shí)現(xiàn)了國際首支寬禁帶半導(dǎo)體pn結(jié)型EUV探測器 。
數(shù)值仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明 ， 濃度梯度摻雜形成的δn-i-p結(jié)構(gòu)可以在探測器表面誘導(dǎo)產(chǎn)生與器件內(nèi)部pn結(jié)區(qū)電場方向一致的強(qiáng)電場 ， 從而有效減少光生載流子在器件表面死區(qū)中的復(fù)合損失 ， 大幅提升器件的探測效率 。
系列片上表征以及封裝測試證明該EUV探測器具有接近理論極限的探測效率優(yōu)勢 。
這個(gè)研究成果對于光刻機(jī)制造行業(yè)是非常重要的 。
目前全球最頂尖的光刻機(jī)制造商asml所生產(chǎn)的最頂尖光刻機(jī)都是EUV光刻機(jī) ， 但在EUV光刻機(jī)運(yùn)行的過程當(dāng)中有一個(gè)非常關(guān)鍵的零部件 ， 那就是探測器 。
傳統(tǒng)的探測器一般都是使用Si基紫外探測器 ， 但這種探測器并不是很完美 ， 由于EUV光子在半導(dǎo)體材料中的穿透深度極淺且光子能量高 ， 導(dǎo)致傳統(tǒng)Si基紫外探測器在EUV波段的探測效率偏低且器件性能極易發(fā)生退化 。
為了解決這個(gè)問題 ， 這幾年全球很多科研院所高校以及企業(yè)都在試圖突破技術(shù)難題 ， 試圖研制出探測效率高、抗輻射能力強(qiáng)和溫度穩(wěn)定性好的新型EUV探測器 ， 但一直都沒有太大的成果 。
這次南京大學(xué)研究出的寬禁帶半導(dǎo)體pn結(jié)型EUV探測器可以說實(shí)現(xiàn)了這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)突破 。
以SiC為代表的寬禁帶半導(dǎo)體具有本征載流子濃度低、臨界位移能高、可見光盲等系列材料性能優(yōu)勢 ， 是制備新一代半導(dǎo)體EUV探測器的優(yōu)選材料 ， 預(yù)計(jì)未來會(huì)應(yīng)用在新一代EUV光刻機(jī)當(dāng)中 。
看到南京大學(xué)實(shí)現(xiàn)這個(gè)技術(shù)突破之后 ， 有不少網(wǎng)友都興奮不已 ， 甚至有一些網(wǎng)友覺得 ， 我國很快就可以能夠獨(dú)立自主生產(chǎn)EUV光刻機(jī)了 ， 荷蘭ASML在高端光刻機(jī)的壟斷地位就快不保了 。
首先南京大學(xué)實(shí)現(xiàn)EUV探測器技術(shù)的突破 ， 確實(shí)是非常鼓舞人心的一件事情 ， 這說明我國的科研實(shí)力正在不斷提升 ， 我們在芯片研發(fā)方面正在逐漸縮小跟國際頂尖水平的差距 。
但是有一點(diǎn)不得不承認(rèn)的是 ， 目前我國光刻機(jī)整體技術(shù)跟國際頂尖水平仍然有很大的差距 ， 這種差距不會(huì)因?yàn)槟骋粋€(gè)核心技術(shù)的突破就可以在短期內(nèi)迅速縮小 。
光刻機(jī)號(hào)稱地球上最難制造的產(chǎn)品之一 ， 而它之所以難制造 ， 這里面主要有幾個(gè)方面的原因 。
第一、光刻機(jī)零部件構(gòu)成眾多 。 光刻機(jī)可不是普通的手機(jī)或者電腦這么簡單 ， 一臺(tái)EUV光刻機(jī)有幾萬個(gè)零部件構(gòu)成 ， 任何一個(gè)零部件都有可能影響整個(gè)光刻機(jī)的性能 。
在這么多的零部件當(dāng)中 ， 目前沒有任何一個(gè)國家能夠完全做到獨(dú)立自主供應(yīng) ， 雖然目前ASML是全球最頂尖的EUV光刻機(jī)供應(yīng)商 ， 但是他們有很多零部件也是從其他國家進(jìn)口 ， 如果沒有其他國家供應(yīng)零部件 ， ASML也不可能生產(chǎn)出EUV光刻機(jī) 。
對于ASML來說尚是如此 ， 對我國來說那更不用說了 ， 要知道根據(jù)瓦森納協(xié)議 ， 目前歐美很多國家有很多核心零部件都禁止向我國出口 ， 這意味著我國想要研發(fā)出先進(jìn)的光刻機(jī) ， 大多數(shù)核心零部件都得依靠我國自己供應(yīng) ， 這是非常艱難的一個(gè)過程 。
第二、光刻機(jī)上的很多零部件本身的技術(shù)難度就很高 。 一臺(tái)頂級(jí)的EUV光刻機(jī)有幾萬個(gè)零部件構(gòu)成 ， 這里面每個(gè)零部件要求都非常高 。
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