【国家自然科学基金】孙韬教授:第三代化合物半导体材料助力中国制造2025

来源:ju111net备用网址 发布时间:2021-02-03浏览次数:10

孙韬,中科院煤炭化学研究所硕士、夏威夷大学博士、麻省理工学院化工系博士后,2019年入职ju111net备用网址,从事微纳制造先进材料、摩擦催化工程、智能检测仪器以及超精密制造工艺等方面研究。曾任职于美国陶氏化学以及嘉博微电子公司,从事催化、纳米材料、纳米复合材料、超精密制造领域的研究与产业化。曾入选江苏省双创人才以及浙江省人才计划等。共同创立江苏中晶科技、宁波日晟新材等企业。在NatureChemical ReviewsScienceAdvanced MaterialsAngew. Chemie等期刊发表论文30多篇,获得国际、国内授权发明专利20多项。曾主持江苏省重大成果转化、江苏省科技支撑、浙江省重大项目等研究以及产业化项目。


半导体产业是现代科技发展的原始驱动力,代表一个国家科学技术发展最高水平。第一代Si基半导体产业在过去半个多世纪引领发达国家经济高速发展,构建了坚实的规模与技术壁垒,中国在过去十几年奋起直追,但前行路途仍充满艰难与挑战。ju111net备用网址孙韬教授获批的国家自然科学基金面上项目《摩擦催化增强自锐性固结磨粒抛光垫高效无损抛光SiC单晶基础研究》,力求在该领域有所突破。

化合物半导体材料目前应用最广泛的是SiCSiC是传统的陶瓷半导体材料,具有硬度高,化学稳定性好,难加工的特点。与Si基半导体晶圆加工相比,SiC晶圆加工时间长,工艺复杂,成本极高,而且工艺过程环境污染严重,阻碍了SiC化合物半导体产业未来大规模产业化。在孙韬教授的眼中,第三代化合物半导体材料是中国制造2025战略的驱动器之一。其在击穿电场、饱和电子速度、热导率、电子密度、电子迁移率等方面性能优异,在多领域拥有广阔应用前景,可应用于节能电力电子领域、信息工程领域、国防领域和民用商业领域,将改变我们生活的5G通讯基站、新能源汽车模块、快充、光伏、风电、特高压电网等都是第三代化合物半导体材料的用武之地。国家2030计划和“十四五”国家研发计划已明确第三代半导体是重要发展方向。近3年,国内企业、研究机构对于SiC材料加工到器件制造全产业链的大规模投资超520亿,期待快速追赶国际领先的产业龙头。

在学院的指导、支持及团队老师的积极支持配合下,在南京航空航天大学合作伙伴的多方努力下,孙韬教授团队项目的起步有了坚实的基础。团队在确定项目主题、拓展研发内容、打磨技术路线等方面历经了多回合研讨,在短短2个多月的时间内最终归纳总结成型,团队成员为之付出了辛勤的汗水与努力,所推出的项目书得到了同业专家的认可。

针对SiC晶圆难加工问题,孙韬教授团队采用固结磨粒抛光体系,综合烧结金刚石磨粒切效率高,表面损伤小的优越性,提出在摩擦催化作用下,构建新型化学反应体系,加速抛光液与SiC表面化学反应,突破抛光效率瓶颈的新思路。该研究体系将在摩擦催化作用下,研究电解质、络合剂、氧化还原剂、催化剂等因素对非水性溶剂与SiC表面原子反应动力学产生协同增强作用,不仅有助于解决化合物半导体SiC晶圆超精密加工中协同增强化学反应的抛光机理的科学问题,而且可以在未来拓展建立摩擦催化反应工程体系,开辟化学反应工程新领域。