【故事】聚力攻關 突破碳化硅芯片技術重重關
文章來源：中國電子科技集團有限公司 發布時間：2023-02-22
一個普通的夜晚，當城市逐漸褪去一天的忙碌，中國電科產業基礎研究院芯片工藝線上依然燈火通明。
廠房內，國產高能離子注入設備一字排列，科研人員緊盯設備運行狀態。他們正在進行一項極具挑戰的離子注入技術工藝研發，而這是碳化硅芯片生產的關鍵工藝。碳化硅芯片主要應用于電力電子領域，在集成電路發展中發揮重要作用。碳化硅材料具有特殊性，無法使用傳統的高溫擴散工藝進行器件摻雜，以往成熟的技術手段在這項任務中顯得力不從心。
項目團隊閱讀了大量國內外文獻，在最新研發成果中尋找思路；實地走訪，查看分析各種技術路線的優劣利弊；與全國最優秀的專家學者深入交流，積極聽取意見建議。“這過程是痛苦的，仿佛大海撈針一樣，不知道路在哪里，什么時候可以找到。”團隊成員回憶那段時期，依然感慨不已。后來，離子注入技術受到他們關注。離子注入技術是近30年來國際上蓬勃發展和廣泛應用的一種材料表面改性技術，在集成電路核心裝備——離子注入機中得到廣泛應用。這是一種更為先進的工藝途徑，很有希望更好地解決碳化硅摻雜問題。
將離子注入技術應用于碳化硅材料，在國內當時還是空白，對于攻關團隊來說是一項全新的重大挑戰。離子注入工藝中摻雜的濃度、分布、深度等關鍵參數，直接決定器件的可靠性。要做好這件事，就相當于在納米級的舞臺上起舞，做各種精巧復雜的動作。難度之高，可想而知。
項目之初，項目團隊就提出非常高的技術指標。此后，從天微微亮到黑夜，辦公樓內總能看到科研攻關人的身影，他們要么在計算機屏幕前持續優化仿真，要么身穿凈化服在工藝廠房忙碌。他們通過對工藝步驟的精細設計，實驗條件的不斷改進，以及對參數指標不斷提升，一步步將結果優化，最終達到目標。
目前，項目團隊已經完全掌握在碳化硅中摻入氮、鋁等元素的技術，離子注入工藝可以做到精確定義摻雜的濃度、分布、深度等關鍵參數。“這是艱難的過程，也是全方位的提升過程。”攻關團隊成員表示。功夫不負有心人，他們全力以赴實現了所有技術指標。
經過不懈努力，項目團隊已經突破了包括離子注入技術在內的一大批碳化硅芯片技術，部分技術代表當前碳化硅電力電子器件的最高水平，實現了碳化硅芯片在汽車等領域規模應用。
【責任編輯：家正】
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