我國前沿半導體材料碲鋅鎘制備技術取得新突破
我國前沿半導體材料碲鋅鎘制備技術取得新突破
來源：大半導體產業網
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性能、產品良率、晶棒及晶片尺寸規格等幾項關鍵指標方面，均處于國內同行業中領先。
本文由承禹新材供稿
日前，安徽承禹半導體材料科技有限公司（簡稱“承禹新材”）獲得中國科學院半導體研究所關于第三代前沿半導體材料碲鋅鎘單晶棒及晶片的檢測檢驗報告。其結論和數據顯示，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性能、產品良率、晶棒及晶片尺寸規格、尤其是3英寸的全單晶圓片等幾項關鍵指標方面，均處于國內同行業中遙遙領先、名列前茅的位階，部分指標追平甚至領先國際技術水平。
中國科學院半導體研究所是中國國務院直屬事業單位，是集半導體物理、材料、器件及其應用于一體的半導體科學技術的綜合性研究機構，在國內具有很高的權威性，被稱為“引領我國半導體科學技術發展的火車頭”。
“承禹新材此次順利獲得中科院半導體所的產品檢測報告，既彰顯出該公司在碲鋅鎘半導體材料制備技術方面具有雄厚的實力，也可以看出該公司未來巨大的發展潛力。”一位資深業內人士表示。
碲鋅鎘，英文名稱cadmium zinc telluride，簡寫為CZT。自然界中并不現存有該物質，它是人工用碲、鋅及鎘三種單質（包含其它微量添加物質）化合生長而成單晶體，是屬于第三代前沿戰略性的半導體材料，是當前國際國內制造室溫中紅外探測、X射線探測、γ射線探測、核輻射及高能射線等探測器最為先進、優異的材料。
據悉，碲鋅鎘半導體材料在軍事用途上，主要是大幅提升武備的紅外探測性能及其成像清晰度，而當前國際上武備九成以上均是以紅外探測方式搜尋和發現目標的。在民用領域，未來主要應用于核醫療、放射源檢測、無破損檢測、核輻射探測、探溫探源檢測及夜視等領域、行業的設備、儀器的制造。其核心作用與意義在于更新迭代前述行業的設備、儀器的工藝、功能及性能，提升產業結構，助力國內這些行業同代等差參與國際競爭。更主要的是，碲鋅鎘半導體材料及器件可以提高核醫療、核輻射劑量、安檢等設備儀器（如CT機、X光機、安檢儀器等）功能與性能，降低放射源劑量，廣泛惠及民眾的醫療水平及健康。
正因該材料在軍事及民用領域具有諸多革新、顛覆性的功能與性能，國際上少數幾個能生產制造的先進國家都將其列為戰略性、管制性的產品，對我國進行技術與產品的雙封鎖。
“而位于安徽省蚌埠市的承禹新材生產的綜合質量參數優良、高良率、大尺寸的碲鋅鎘單晶棒及其晶片（包括全單晶圓片，這是屬于首創性的高難度技術工藝，必將改變未來相關產業工藝），必將有力打破這種掣肘，實現國內供給，助推國內諸多相關行業設備、產品的更新升級，其意義重大、前景廣闊，是國人創新與研發能力的一個有力例證。”半導體領域一權威人士說道。
業內人士表示，碲鋅鎘單晶材料及晶片是制造室溫X射線、γ射線、核輻射等探測器優異、先進的半導體材料，具有噪聲低、暗電流低、熱穩定性好、電阻率高、探測射線能量分辨率較高、帶隙寬且可調、靈敏度高、計數率高、能量響應率高等諸多突出優點。其中，民用領域主要應用于核醫療、放射性安檢、夜視、紅外探測、核輻射探測、災難搜救、探溫探源、空間天文研究等設備、儀器上，軍用領域可應用于導彈、衛星、戰機、雷達、艦船、坦克、步兵戰車、單兵作戰等各類武器裝備紅外探測器及成像的材料。
比如，在目前使用的CT機、X光機等醫學檢查中，以閃爍體探測器為核心部件的傳統醫療成像設備，相比碲鋅鎘單晶材料做襯底的核醫療設備，在成像清晰度、掃描層隔精度、放射元素輻射量、成像時間等性能指標上差距甚大。而在應用碲鋅鎘單晶材料制造的X光機、CT機等各類核醫療探測、成像設備的核心部件中，不僅可實現從間接成像轉向直接成像，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器劑量的三分之一，檢測時間可以縮短為原來四、五分之一左右，同時還可以延展醫療檢測的群體和適應癥范圍。
據了解，2021年，蚌埠市水利局領導及蚌埠水利建設投資有限公司高層在對該項目經過多輪科學、嚴謹的求證、考察之后，果斷決策、高效執行，最終力促碲鋅鎘單晶半導體材料項目花落珠城蚌埠。2021年8月，蚌埠水利建設投資有限公司與合肥達識新材料技術開發有限公司共同合作投資成立安徽承禹半導體新材料科技有限公司。該公司現已成為國內首批進行純企業化、大規模化量產碲鋅鎘半導體材料的領跑者。
“蚌埠水利建設投資有限公司是國有政策性投資公司，具有政策及資金方面的資源優勢。合肥達識則擁有國內領先的技術工藝以及先進的經營管理水平和優秀的市場運營能力。雙方真誠攜手，相得益彰，優勢互補，前景可期。”蚌埠水利建設投資有限公司冉凡榮董事長如是說。
合肥達識新材料技術開發有限公司目前已擁有以碲鋅鎘單晶為代表的多項先進、成熟的第二代、第三代半導體和其它化合材料及芯片的生產制造技術與工藝。公司研發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、寶石級金剛石等。公司掌握的碳化硅和透明高阻薄膜技術工藝等則屬于升級類別，不僅在產品性能質量、參數指標等方面顯著領先，而且生產成本也成倍降低。
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