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锑化物II类超晶格红外焦平面探测器材料与芯片

2018-08-10   

项目成熟阶段(选择):孵化期      □生长期      □成熟期

概况:

锑化物II类超晶格红外焦平面探测器材料与芯片制造是当前国际红外技术发展的关键方向之一。锑化物红外焦平面性能指标优于现有碲镉汞红外焦平面性能,而制造成本远低于后者成本,所以锑化物超晶格材料非常适合于新一代红外成像芯片的制造。2014年至2017年美国国防高级研究计划局(DARPA)设立关键红外探测器加速发展计划(VISTA)计划,集中美国所有红外相关公司利用现有普通半导体工艺线成功制造出1600万像素的超大规模锑化物红外焦平面,目前相关产品正在取代传统成像芯片。国产红外焦平面芯片长期以来都是限制国内红外技术和产业发展的首要因素,因此锑化物红外焦平面材料和芯片的产业化在国内迫在眉睫。

技术特点(100-200字):本技术主要利用分子束外延设备在GaSb单晶衬底晶圆上外延由纳米级锑化物半导体材料交替叠加构成的锑化物超晶格半导体材料。材料吸收波长覆盖2-20微米全红外波段。外延晶圆直径为2-4英寸,年产量在1000片以上。以上述外延晶圆为基础利用标准半导体工艺线制造红外焦平面成像芯片,实现2-3微米近红外、3-5微米中红外、8-12微米远红外和14微米以上甚远红外成像芯片,及上述波段中两个以上波段同时成像的双/多色红外成像芯片。

专利情况:

ZL.201410153659.0     InAs/GaSb超晶格红外光电探测器及其制备方法

Zl.201610518156.8     一种双通道宽光谱探测器及其制备方法

201610892160.0        铟砷锑和铟镓砷锑双波段红外探测器及制备方法

市场分析及应用情况:

产品主要应用于1-20微米波段半导体红外成像焦平面芯片与红外激光器芯片制造。芯片芯片产品应用于所有需要使用红外技术的相关领域。由于锑化物半导体外延材料属于高度敏感的红外光电材料,因此相关生产原料和成品都属于严格管制的高技术物资,国内市场与国际市场处于双向禁运。国内随着工业的快速发展,锑化物外延片需求量也在快速增长。预计长波红外探测器外延材料产值在2022年应该达到1.5亿,而国内对中波,双色等探测器需求与其类似,因此保守估计相关产值应在5亿元左右。而对于锑化物红外焦平面与相机行业可参考工信部发布的《中国光电子器件产业技术发展路线图(2018-2022)》中提出在2020年各波段制冷型红外焦平面产量在6000套以上,市场价值在30亿元以上。

合作方式:现有合作方式主要为技术开发、技术转让和技术服务。

产业化所需条件:产业化主要分为两阶段,前期中试阶段,集中于锑化物材料批量制造,可利用半导体所本身所具有基础设施条件。企业采取投资方式,投资5000万元左右资金在短期内满足国内红外制造企业对锑化物外延材料的紧迫需求。最终实现在2-3年时间内具有1000-3000片外延片供应量和1亿元年销售额。后期商业生产阶段,可采取企业提供场地等基础建设和5亿左右的投资实现外延和芯片的全套制造能力,在3-5年内达到年5000套以上锑化物红外焦平面芯片和10亿以上的销售额

 

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