主要完成单位：湖南三安半导体有限责任公司

项目亮点

低正向导通电阻、高浪涌、高可靠性碳化硅肖特基二极管

项目介绍

超低损耗高可靠性碳化硅肖特基二极管技术开发及产业化

  我司SiC SBD依托SiC宽禁带、高击穿场强、高热导率特性，采用自主先进的SiC衬底、外延、芯片及封装工艺技术，实现了高性能与高可靠性的要求，具备高阻断电压，低导通压降，零反向恢复时间，高浪涌能力及高可靠性的优势。产品覆盖了650V~2000V阻断电压等级平台，1A~80A电流规格，搭载TO220、TO247、TO252、TO263、DFN等先进封装工艺。

创新点

1、正向导通电阻降低

（1）自对准工艺。在针对阳极欧姆接触电阻Rc1,使用了自对准工艺形成Ni Silicide。此过程中不同于Lif-off工艺形成欧姆金属后采用物理撕扯的方式去除多余欧姆金属从而导致金属边缘的毛刺现象。形成Ni Silicide镍硅化合物，使阳极欧姆比接触电阻率降低一个数量级。

（2）多层外延生长的新技术。在针对JFET区电阻RJFET,采用了多层外延生长的新技术。“距离衬底近的缓冲层外延浓度＞中间层”此举在中间层与衬底间形成缓冲层，减少因外延浓度梯度突变造成的缺陷；又有助于在器件反向时将电场截止在外延体内而不是在衬底和外延的界面处，减少因为界面处的缺陷多而反偏可靠性失效的风险。

（3）衬底减薄工艺。衬底电阻Rsub,使用了“键合→研磨减薄芯片→解键合→激光切割”工艺，此举极大的减薄了衬底的厚度，使衬底厚度从350um减薄至100um，降低此区域的电阻71.4%。

（4）激光退火工艺。晶圆在进行背面减薄前，正面制程已经完成不可再进行高温热处理，而激光退火是一种能够约束激光光束，将热源约束在微米级别的退火方式，其能够在不对正面进行热处理的情况下进行背面欧姆金属退火工艺，使阴极欧姆比接触电阻率降低一个数量级。

2、理想因子测试导入

创新性的提出了对碳化硅SBD的测试中导入理想因子的筛选，尽管带来了测试复杂度和成本的增加，但具有充分的必要性。我司将SBD产品导入了理想因子测试并进行了一系列工艺优化金半界面，数据很好的集中在1附近，表明我司芯片具有良好的反偏可靠性。

3、浪涌可靠性提升

主要优化了版图中的PIN占比，进而增加了PIN区域欧姆接触的占比。此外，还采用了减薄晶圆的方式，将晶圆厚度缩减了200um以上，有效改善器件的热阻。此两项措施都提升了SBD的热处理能力，在保持静态特性水平不变的前提下，提升了耐受正向大电流冲击的能力，也即提升了浪涌可靠性，非重复正向电流IFSM从九倍额定电流提升到十一倍以上。 

新产品投产后的经济效益

三年销售收入19.97亿。

产品图片

完成单位介绍

湖南三安半导体有限责任公司（以下简称：湖南三安）是国内化合物半导体领军企业三安光电(2008年上市，证券代码:600703)全资子公司，是湖南省2020年引进的重大半导体产业项目。湖南三安产业园项目先后被列入“湖南省十大重点项目”、“湖南省电子信息产业重点项目”、“长沙市十大引领性项目”和“长株潭百大重点项目”。公司也先后被认定为国家高新技术企业、国家部委评定的集成电路宽禁带半导体方向“链主企业”、国家知识产权优势单位、湖南省专精特新中小企业、湖南省SiC单晶衬底/外延材料中试平台、湖南省企业技术中心、湖南省绿色工厂、湖南省制造业单项冠军企业。

湖南三安整合了三安光电20多年化合物半导体产业资源，专注于宽禁带半导体领域，致力成为世界级的宽禁带半导体研发、制造和服务平台。公司在长沙建设的中国第一条、世界第三条SiC全产业链科研制造平台（包括晶体生长、晶圆制备、外延生长、芯片制造、封装测试），既是我国新能源汽车、高压电网、高速轨道交通、5G通讯、航空航天等领域的“国之重器”项目，也是国内第一个在SiC全产业链领域掌握自主知识产权和核心技术、行业话语权的项目，具有重要的战略性意义和国际影响力。

截至目前，公司全职工作人员超1500人，其中硕士以上学历超过300人，博士学历35人，海外高级技术人员20人。自2020年底成立以来，依托强大的研发实力和市场敏锐度，迅速成长为国内领先的半导体企业之一。近四年，公司营业收入从近4千万快速增长至13.59亿元，四年累计缴纳税收超7.3亿元，累计固定资产投资超120亿元，累计研发投入超10亿元，展现了良好的经营业绩和发展状态。未来，公司将持续重视研发投入，不断引进先进设备，以技术创新牵引生产效率和产品质量始终保持行业领先水平。

湖南三安在半导体材料、芯片制造、封装测试等多个环节拥有核心技术和自主知识产权。公司拥有一支由多名博士和海归学者组成的研发团队，他们在硅基、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等新一代半导体材料领域取得了一系列突破性成果。

在组织和承担科技创新项目的能力方面，湖南三安积极参与国家级科技项目，多次获得国家、省、市三级科技奖项，并与湖南大学、中南大学、厦门大学、电子科大、哈工大等知名高校建立了紧密的合作关系。在行业技术研究和科技成果转化等方面，公司通过持续的研发投入和高效的项目管理，成功将研究成果转化为生产力，推动了整个产业链的技术升级。解决产业共性关键技术问题的能力是衡量企业核心竞争力的重要指标，在这方面，湖南三安凭借其在材料制备、芯片设计、制程优化等方面的深厚积累，有效解决了多个行业瓶颈问题，提升了产品的市场竞争力。公司不仅自身持续推出创新产品，还通过参与产业联盟、开放创新平台等方式，带动上下游企业和相关产业的共同发展，形成了良好的产业生态。

湖南三安以其坚实的经营业绩、先进的技术水平、显著的创新优势以及强大的产业带动能力，在新一代半导体创新联合体中发挥着不可或缺的作用。未来，随着全球半导体产业的竞争进一步加剧，湖南三安将继续发挥其技术和市场的双重优势，推动中国半导体产业向更高的目标迈进。