我国前沿半导体材料碲锌镉制备技术取得新突破

本文由承禹新材供稿

日前，安徽承禹半导体材料科技有限公司（简称“承禹新材”）获得中国科学院半导体研究所关于第三代前沿半导体材料碲锌镉单晶棒及晶片的检测检验报告。其结论和数据显示，承禹新材制造的碲锌镉单晶棒及晶片，在红外透过率等综合参数性能、产品良率、晶棒及晶片尺寸规格、尤其是3英寸的全单晶圆片等几项关键指标方面，均处于国内同行业中遥遥领先、名列前茅的位阶，部分指标追平甚至领先国际技术水平。

中国科学院半导体研究所是中国国务院直属事业单位，是集半导体物理、材料、器件及其应用于一体的半导体科学技术的综合性研究机构，在国内具有很高的权威性，被称为“引领我国半导体科学技术发展的火车头”。

“承禹新材此次顺利获得中科院半导体所的产品检测报告，既彰显出该公司在碲锌镉半导体材料制备技术方面具有雄厚的实力，也可以看出该公司未来巨大的发展潜力。”一位资深业内人士表示。

碲锌镉，英文名称cadmium zinc telluride，简写为CZT。自然界中并不现存有该物质，它是人工用碲、锌及镉三种单质（包含其它微量添加物质）化合生长而成单晶体，是属于第三代前沿战略性的半导体材料，是当前国际国内制造室温中红外探测、X射线探测、γ射线探测、核辐射及高能射线等探测器最为先进、优异的材料。

据悉，碲锌镉半导体材料在军事用途上，主要是大幅提升武备的红外探测性能及其成像清晰度，而当前国际上武备九成以上均是以红外探测方式搜寻和发现目标的。在民用领域，未来主要应用于核医疗、放射源检测、无破损检测、核辐射探测、探温探源检测及夜视等领域、行业的设备、仪器的制造。其核心作用与意义在于更新迭代前述行业的设备、仪器的工艺、功能及性能，提升产业结构，助力国内这些行业同代等差参与国际竞争。更主要的是，碲锌镉半导体材料及器件可以提高核医疗、核辐射剂量、安检等设备仪器（如CT机、X光机、安检仪器等）功能与性能，降低放射源剂量，广泛惠及民众的医疗水平及健康。

正因该材料在军事及民用领域具有诸多革新、颠覆性的功能与性能，国际上少数几个能生产制造的先进国家都将其列为战略性、管制性的产品，对我国进行技术与产品的双封锁。

“而位于安徽省蚌埠市的承禹新材生产的综合质量参数优良、高良率、大尺寸的碲锌镉单晶棒及其晶片（包括全单晶圆片，这是属于首创性的高难度技术工艺，必将改变未来相关产业工艺），必将有力打破这种掣肘，实现国内供给，助推国内诸多相关行业设备、产品的更新升级，其意义重大、前景广阔，是国人创新与研发能力的一个有力例证。”半导体领域一权威人士说道。

业内人士表示，碲锌镉单晶材料及晶片是制造室温X射线、γ射线、核辐射等探测器优异、先进的半导体材料，具有噪声低、暗电流低、热稳定性好、电阻率高、探测射线能量分辨率较高、带隙宽且可调、灵敏度高、计数率高、能量响应率高等诸多突出优点。其中，民用领域主要应用于核医疗、放射性安检、夜视、红外探测、核辐射探测、灾难搜救、探温探源、空间天文研究等设备、仪器上，军用领域可应用于导弹、卫星、战机、雷达、舰船、坦克、步兵战车、单兵作战等各类武器装备红外探测器及成像的材料。

比如，在目前使用的CT机、X光机等医学检查中，以闪烁体探测器为核心部件的传统医疗成像设备，相比碲锌镉单晶材料做衬底的核医疗设备，在成像清晰度、扫描层隔精度、放射元素辐射量、成像时间等性能指标上差距甚大。而在应用碲锌镉单晶材料制造的X光机、CT机等各类核医疗探测、成像设备的核心部件中，不仅可实现从间接成像转向直接成像，而且扫描层隔更精微，成像更清晰，放射性元素剂量可以降低到原来闪烁体探测器剂量的三分之一，检测时间可以缩短为原来四、五分之一左右，同时还可以延展医疗检测的群体和适应症范围。

据了解，2021年，蚌埠市水利局领导及蚌埠水利建设投资有限公司高层在对该项目经过多轮科学、严谨的求证、考察之后，果断决策、高效执行，最终力促碲锌镉单晶半导体材料项目花落珠城蚌埠。2021年8月，蚌埠水利建设投资有限公司与合肥达识新材料技术开发有限公司共同合作投资成立安徽承禹半导体新材料科技有限公司。该公司现已成为国内首批进行纯企业化、大规模化量产碲锌镉半导体材料的领跑者。

“蚌埠水利建设投资有限公司是国有政策性投资公司，具有政策及资金方面的资源优势。合肥达识则拥有国内领先的技术工艺以及先进的经营管理水平和优秀的市场运营能力。双方真诚携手，相得益彰，优势互补，前景可期。”蚌埠水利建设投资有限公司冉凡荣董事长如是说。

合肥达识新材料技术开发有限公司目前已拥有以碲锌镉单晶为代表的多项先进、成熟的第二代、第三代半导体和其它化合材料及芯片的生产制造技术与工艺。公司研发的化合材料包括碲锌镉、碳化硅、透明高阻薄膜、锑化镓、氮化镓、氟化钡、氟化钙、砷化镓、宝石级金刚石等。公司掌握的碳化硅和透明高阻薄膜技术工艺等则属于升级类别，不仅在产品性能质量、参数指标等方面显著领先，而且生产成本也成倍降低。