氮化镓刻蚀工艺新范式，从微米级损伤控制到车规级量产的全链路技术突围
一、行业痛点：氮化镓刻蚀的三大技术壁垒
晶格损伤难以避免
高能离子轰击导致表面缺陷，二维电子气（2DEG）迁移率下降30%-50%，影响HEMT器件高频性能选择比与形貌控制失衡
GaN/AlGaN异质结刻蚀选择比普遍低于5:1，陡直侧壁（>85°）与低粗糙度（RMS<3nm）难以兼得。量产成本居高不下
传统ICP刻蚀设备稼动率不足60%，单片加工成本高达300元/cm²，制约新能源汽车等领域规模化应用。
二、森晖方案：全自主工艺链的四大技术突破
1. 超低损伤ICP刻蚀技术
双频等离子体调制：采用13.56MHz/2MHz混合射频源，离子能量分散度从30eV降至8eV，2DEG迁移率损失<5%；
智能气体配比系统：实时调控Cl₂/N₂/O₂混合比例（专利配比3:1:0.2），实现GaN/AlGaN选择比12:1，侧壁角度89°±1°；
在线损伤监测模块：集成原位Raman光谱仪，晶格畸变率动态控制<0.3%。
2. 复合刻蚀工艺矩阵
| 工艺类型 | 适用场景 | 核心参数 | 竞争优势 |
|---|---|---|---|
| 激光诱导刻蚀 | 5G射频器件图形化 | 线宽精度±0.1μm，热影响区<2μm | 替代传统光刻，成本降40% |
| 干湿法协同刻蚀 | 深紫外LED微纳结构 | 刻蚀速率350nm/min，RMS粗糙度0.8nm | 表面活性提升3倍 |
| 自停止刻蚀 | 车规级功率模块 | 深度误差<5%，选择比自动锁定20:1 | 良率突破95% |
3. 晶圆流片起订要要求低，适合小试和中试开发阶段
零缺陷管理（ZDM）：导入AI驱动的缺陷聚类分析系统；
成本优化模型：8英寸量产线实现刻蚀成本低，达国际一线厂商水平；
4. 绿色制造创新
镓元素回收率达99.8%，废水重金属含量低于0.1ppm；
开发无氯刻蚀工艺（SF₆/He/O₂体系），毒性气体排放减少90%。
三、应用场景：技术赋能三大产业升级
1. 新能源汽车电驱系统
新能源车企碳化硅模块提供刻蚀代工，击穿电压一致性偏差<3%，助力续航提升12%；
800V平台主逆变器刻蚀良率突破98%，单片成本下降至硅基方案的1.8倍。
2. 5G基站射频前端
GaN HEMT器件栅极刻蚀线宽控制±5nm，输出功率密度达8W/mm（@28GHz）；
5G Massive MIMO天线模块，功耗降低35%。
3. 深紫外杀菌模组
UVC LED微结构刻蚀效率提升3倍，280nm波长光功率突破80mW；
空气净化器核心器件供应，杀菌率达99.99%。
苏州森晖半导体在氮化镓刻蚀工艺、ICP刻蚀技术、车规级流片方面有丰富经验，更多关于GaN/AlGaN选择比提升、HEMT器件刻蚀方案、深紫外LED微加工的深入探讨，可与24小时技术专线15262626298联系