本土半导体材料获得突破,上海微系统所研制成功我国第一片8英寸键合SOI晶片

近日,中科院上海微系统所王曦研究员领导的SOI研究小组,在上海新傲科技有限公司研发平台上,通过技术创新,制备出我国第一片8英寸键合SOI晶片,实现了SOI晶片制备技术的重要突破。该研究小组过去建立了我国第一条高端硅基集成电路材料SOI晶圆片生产线,实现了4-6英寸SOI材料产业化,解决了我国SOI材料的“有无”问题,因此而获得国家科技进步一等奖。

该研究小组的人员面对国内外集成电路技术向大直径晶圆片升级换代的大趋势,又设立了攻关8英寸大直径SOI晶圆片的课题。在开发过程中,研究人员克服了硬件条件不足的困难,突破了清洗、键合、加固、研磨和抛光等一系列关键技术。通过改造现有设备,实现了8英寸硅片的旋转式单片清洗工艺;自主设计开发了大尺寸晶片键合平台,在此基础上实现了8英寸晶片键合,并达到了对键合过程和键合质量的实时监控;通过对现有设备的升级改造,实现了键合晶片的加固;经过大量的研磨工艺实验,反复比较研磨过程粗磨、精磨工艺中砂轮转速等工艺参数对晶片的影响,确定出较优研磨工艺;随后,在现有抛光工艺基础上,优化抛光浆料配比,实现了8英寸SOI晶片的精细抛光。

8英寸SOI晶圆片的成功开发,标志着王曦研究员领导的研究、开发小组已经掌握了大尺寸键合SOI晶片制备的关键技术,为大尺寸键合SOI晶片的产业化打下了坚实的基础。

在极大规模集成电路国家重大科技专项中,宏力半导体公司和华润微电子等8英寸集成电路制造代工企业安排了8英寸SOI先进电路的研发和产业化项目,急需要本土化的8英寸SOI衬底材料配套。上海微系统所和上海新傲公司联合开发的8英寸键合SOI晶圆片正是适应了这些需求,具有广阔的市场前景。