半导体扩散工艺是一种掺杂技术,它是将所需杂质按要求的浓度与分布掺入到半导体材料中,以达到改变材料电学性能,形成半导体器件的目的。传统的扩散工艺一般是使用传统化学品,后来发展出片扩散技术,仅德国、美国公司控制片扩散工艺技术,后又发展出膜扩散技术,美国菲诺士公司掌握膜扩散技术20多年,对我国进行长期的技术封锁。半导体材料掺杂用扩散膜(以下简称“扩散膜”)的技术突破,对加快推进集成电路产业发展,转变经济发展方式、保障国家安全、提升综合国力具有重大战略意义。
扩散膜属于半导体芯片制造的重要原材料,是芯片内部的结构的重要组成部分,扩散膜是芯片掺杂基础材料,是扩散源的一种新型产品,来源于片状源却不同于片状源。扩散膜具有扩散掺杂均匀度好、重复性好,扩散特性容易控制等优点,通过特定的工艺,把扩散膜含有的杂质原子扩散进入半导体材料的内部,形成具有一定掺杂浓度和梯度的的半导体材料,在扩散过程中,膜被分解和燃烧掉。相对于传统的半导体扩散材料,具有清洁环保、无毒,不易燃,不易爆,便于储存、运输,并能有效提升芯片的特性,使用技术简单等优势。同时在超高浓度扩散以及复合源扩散方面有独特优势,特别适合于高均匀掺杂、复合源掺杂的工艺。目前,台湾、日本超高压器件芯片都在使用扩散膜,扩散膜在制造芯片的“技术参数优越性”“芯片可靠性”方面有很大的优势,加之其安全和环保特性,会成为未来发展的主流方向。目前,二极管芯片制造和市场上高端芯片都已经使用扩散膜。
目前,扩散膜是芯片产业的基础材料,应用非常广泛,市场需求旺盛。国内安徽安芯电子科技股份有限公司、山东芯源微电子有限公司等已经掌握半导体扩散膜制造的核心技术,可以完全替代美国菲诺士公司的产品。该标准的制定对我国半导体行业的发展具有重要意义,能较好的解决半导体材料“卡脖子”的问题,规范和引领产业的发展。