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半導(dǎo)體

半導(dǎo)體

  • 單晶硅襯底：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石材料

    單晶硅襯底（Monocrystalline Silicon Substrate）是半導(dǎo)體制造中最核心的基礎(chǔ)材料，具有極高的純度與完美的晶體結(jié)構(gòu)，為集成電路、功率器件和傳感器等提供理想載體。其優(yōu)異的電學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和成熟的加工工藝，使其成為現(xiàn)代電子工業(yè)不可或缺的關(guān)鍵材料。

單晶硅襯底——“高純晶體·精密制造·賦能半導(dǎo)體創(chuàng)新”


單晶硅襯底通過直拉法（CZ）或區(qū)熔法（FZ）制備，純度可達(dá)99.9999%以上，晶向精度控制在±0.5°以內(nèi)，適配納米級(jí)光刻工藝。廣泛應(yīng)用于邏輯芯片、存儲(chǔ)器、功率器件等領(lǐng)域，支撐5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。上海知明提供4-12英寸全尺寸硅襯底，支持定制化摻雜與表面處理，助力客戶突破技術(shù)瓶頸。

 


單晶硅襯底材料特性與典型應(yīng)用

1. 超高純度
特性??：純度＞99.9999%（6N級(jí)以上），缺陷密度＜0.1/cm²，通過區(qū)域熔煉（FZ法）和化學(xué)氣相沉積（CVD）技術(shù)實(shí)現(xiàn)原子級(jí)純凈度。
??應(yīng)用??：邏輯芯片（如CPU、存儲(chǔ)器）制造中，高純度確保晶體管電學(xué)性能一致性，減少漏電流和寄生電容。







2. 精確晶向控制

特性??：晶向偏差＜0.5°（如<100>晶向），表面粗糙度＜0.2nm（CMP拋光后），通過直拉法（CZ法）和晶向定向切割技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
??應(yīng)用??：3D NAND存儲(chǔ)器多層堆疊工藝中，精確晶向控制可降低層間應(yīng)力，提升存儲(chǔ)單元可靠性。






3. 優(yōu)異電學(xué)性能

特性??：電阻率可調(diào)范圍0.001-1000 Ω·cm（通過摻雜控制），載流子遷移率＞1500 cm²/(V·s)（電子型），擊穿電場強(qiáng)度＞200 kV/cm。
??應(yīng)用??：功率MOSFET器件中，低電阻率降低導(dǎo)通損耗，適配電動(dòng)汽車逆變器和快充模塊。






4. 熱穩(wěn)定性

特性??：熱膨脹系數(shù)（CTE）2.6×10??/℃（與硅器件匹配），耐高溫＞1200℃（短期耐受1500℃），通過熱退火工藝優(yōu)化熱導(dǎo)率（149 W/m·K）。
??應(yīng)用??：汽車電子封裝中，適應(yīng)-40℃~175℃極端溫度循環(huán)，保障車規(guī)級(jí)芯片可靠性。






5. 高平整度

??特性??：表面平整度＜1nm（AFM檢測），局部厚度變化＜0.5μm（12英寸晶圓），采用化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）和雙頻拋光技術(shù)。
??應(yīng)用??：7nm以下先進(jìn)制程光刻中，高平整度減少光刻膠厚度不均，提升套刻精度（Overlay＜3nm）。






6. 機(jī)械強(qiáng)度

特性??：抗彎強(qiáng)度＞700MPa（單晶硅棒），斷裂韌性＞1.5 MPa·m¹/²，通過晶格缺陷鈍化技術(shù)提升。
??應(yīng)用??：MEMS壓力傳感器中，高機(jī)械強(qiáng)度耐受封裝應(yīng)力，確保長期穩(wěn)定性。







 

 

知明產(chǎn)品與技術(shù)關(guān)聯(lián)
 

1. SOI（絕緣體上硅）襯底

??工藝創(chuàng)新??：采用Smart-Cut技術(shù)實(shí)現(xiàn)埋氧層（BOX）厚度＜200nm，降低寄生電容至0.1fF/μm²。
??應(yīng)用場景??：在RF開關(guān)中，插入損耗＜0.3dB（@60GHz），隔離度＞30dB。






2. SiC外延襯底

??外延技術(shù)??：采用TCS（三氯氫硅）CVD工藝，生長速率＞200μm/h，缺陷密度＜500/cm²。
??成本優(yōu)勢??：外延成本降低40%，應(yīng)用于1200V SiC MOSFET，導(dǎo)通損耗降低50%。









3. GaN-on-Si

??異質(zhì)集成??：通過AlN成核層（厚度＜25nm）緩解晶格失配，裂紋密度＜1/cm²。
??器件性能??：在28V GaN HEMT中，擊穿電壓＞120V，功率密度＞50W/mm。







4. 先進(jìn)封裝中介層

??TSV技術(shù)??：通孔密度＞100萬/mm²，信號(hào)傳輸延遲＜0.1ns。
??3D堆疊??：帶寬提升至4.8Tbps（HBM3），功耗降低60%。




 


知明服務(wù)

 

1、定制化摻雜：提供硼/磷/砷等摻雜，電阻率范圍0.001-1000 Ω·cm。

2、精密加工：厚度100-1000μm，TTV＜1μm，邊緣拋光處理。

3、快速交付：4-12英寸全尺寸庫存，支持48小時(shí)加急訂單。

4、技術(shù)協(xié)同：聯(lián)合客戶開發(fā)特殊表面處理（如氫退火、外延生長）。

5、檢測認(rèn)證：提供SEMI標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)報(bào)告，包括顆粒度、氧含量等。

 


公司愿景


上海知明致力于成為全球領(lǐng)先的單晶硅襯底解決方案提供商，通過持續(xù)創(chuàng)新材料純度和加工工藝，推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向更小制程、更高性能方向發(fā)展。未來，上海知明將重點(diǎn)布局大尺寸（12英寸及以上）、超低缺陷單晶硅襯底的研發(fā)與量產(chǎn)，同時(shí)探索硅基異質(zhì)集成技術(shù)（如Si/SiC、Si/GaN），助力第三代半導(dǎo)體與先進(jìn)封裝技術(shù)的突破，為5G、人工智能、自動(dòng)駕駛等前沿科技領(lǐng)域提供關(guān)鍵材料支撐。