GaAs晶圆和外延片市场进入新时代，Veeco助力3D传感应用
2018-10-09 14:00:29 来源：麦姆斯咨询评论：0 点击：

据麦姆斯咨询报道，随着Apple（苹果）iPhone X的发布，其创新的3D传感功能，使基于GaAs（砷化镓）的VCSEL（垂直腔面发射激光器）获得了市场广泛的追捧。苹果公司的技术方案直接影响了整个VCSEL行业。

微访谈：Veeco化合物半导体事业部市场营销总监Somit Joshi

2017至2027年GaAs产业演进过程：从手机到汽车

据麦姆斯咨询报道，随着Apple（苹果）iPhone X的发布，其创新的3D传感功能，使基于GaAs（砷化镓）的VCSEL（垂直腔面发射激光器）获得了市场广泛的追捧。苹果公司的技术方案直接影响了整个VCSEL行业，预计VCSEL市场在2017~2023年期间的复合年增长率（CAGR）可达31%，出货量到2023年将突破33亿颗。同样，在经历一段由于移动手持设备产业饱和而带来的市场平静期后，VCSEL将为GaAs衬底和外延片供应商带来新机遇，GaAs光子市场在2017~2023年期间的复合年增长率预计将高达37%，市场规模到2023年将接近1.5亿美元。

VCSEL产业生态系统

图片来源：《VCSEL技术、产业和市场趋势》

Yole在其近期发布的《VCSEL技术、产业和市场趋势》和《砷化镓（GaAs）晶圆和外延片市场》报告中，对VCSEL产业进行了全面分析，并总览了GaAs晶圆和外延片产业。这些报告提供了Yole对VCSEL领域及其演进发展的深入理解，以及GaAs VCSEL器件在衬底、外延和器件级别所面临的技术挑战。

Yole专业从事固态照明技术和市场（包括VCSEL）的分析师Pierrick Boulay，高级技术暨市场分析师Hong Lin博士以及专注于化合物半导体技术和市场的分析师Ezgi Dogmus博士，最近有幸与Veeco化合物半导体事业部市场营销总监Somit Joshi分享了他们对这个行业的看法。

Yole Developpement（以下简称YD）：Veeco是MOCVD（金属有机化合物化学气相沉积）设备主要供应商之一，请您介绍一下Veeco及其产品线、历史和当前的经营状况。

Somit Joshi（以下简称SJ）：Veeco设计、制造并销售薄膜工艺设备，使全球高科技电子器件的生产和开发成为可能。Veeco自1994年IPO（首次公开募股）以来，一直致力于提供创新的MOCVD、MBE、光刻、激光退火、离子束、单晶圆蚀刻和清洁设备及相关技术，这些设备和技术在先进化合物半导体产品的开发中发挥着不可或缺的作用，广泛应用于固态照明、显示、传感和数据通信应用的光子学，以及逻辑器件、存储器和电源、RF（射频）应用的先进半导体器件制造。

Veeco的MOCVD设备历史可以追溯到2000年的E300 GaN（氮化镓）MOCVD系统。2001年，Veeco推出了K450 As/P MOCVD系统。从那时起，Veeco持续更新MOCVD系统，在提高产能和性能的同时，不断降低客户的采购成本。Veeco最新的GaN MOCVD系统是EPIK 868，这是LED行业批量生产率最高的MOCVD系统，与前几代产品相比，这款新系统每片晶圆的成本降低了约22%。Veeco还开发了基于单晶圆反应器的Propel MOCVD系统，以加速基于GaN的电力电子和RF器件的开发。

Veeco提供的MOCVD技术不断赋能更多应用

YD：请您介绍一下Veeco在GaAs市场的业务状况。

SJ：Veeco一直在GaAs市场耕耘。我们专有的TurboDisc®技术起源于20世纪80年代中期的GaAs外延生长。20世纪90年代中期，在将技术转移到大批量生产之初，Veeco的技术一直处于全球研究的最前沿。

这些创新使Veeco的客户能够提高成分均匀性和掺杂控制，同时，与市场其他系统相比，Veeco通过更高的生产率、同级最佳的良率和更低的运营成本，使每片晶圆的成本降低高达20%，应用领域包括照明、三结太阳能电池、GaAs和InP（磷化铟）激光器、探测器、激光二极管、VCSEL、pHEMT（赝调制掺杂异质结场效应晶体管）和HBT（异质结双极晶体管）。

YD：请您介绍一下Veeco的GaAs产品组合，以及相关的发展路线图。

SJ：正如我上面所述，Veeco一直在投入能够实现客户发展路线图的技术，并在未来支持客户的产能扩张需求。具体来说：

Veeco的TurboDisc技术使业界领先的As/P MOCVD系统在长期运行中具有出色的一致性和可重复性，且无需维护，适用于大批量VCSEL生产。与以前的平台相比，这些系统能够实现最高的良率，吞吐量提高30%，而采购成本降低了20%。全新的 Uniform FlowFlange技术设计可实现最佳的一致性和工艺重复性，且易于调整，可在维护后两次运行中快速恢复。Veeco的TurboDisc技术通过将高达两倍的增长率和提高40%的正常运行时间相结合，从而提供最高的生产力，实现最有效的资本投资和盈利能力最大化。

我们的Sapphire平台用于VCSEL生产中的各种光刻步骤。客户选择我们的平台是因为我们拥有远低于1um的广泛的工艺能力，以及我们经过验证的经济高效的大规模量产解决方案。

我们的WaferStorm平台包括TSV清洗器、金属剥脱器和厚膜去除器。我们是当今领先VCSEL制造商的首选。基于Veeco独特的ImmJET技术，与传统的仅湿台或仅喷雾方法相比，能够以更低的拥有成本获得更好的性能。该技术在湿缓冲槽中对每个晶片进行相同时间的浸泡，然后进行喷雾，而最后一步则根据所执行的工艺而定。这种独特的组合能够最大限度地减少喷雾时间和化学品使用，而且能大大提高晶片加工中的控制水平。喷雾时间的减少还能提高生产量。

YD：在您看来，Veeco的GaAs设备的附加价值是什么？

SJ：总的来说，结合我们的TurboDisc技术和专利气体注射技术可提供最佳的性能和产率。这包括卓越的wiw（within wafer）、w2w（wafer to wafer）和r2r（run to run）均匀性；复杂层之间的清晰界面；快速气体停留时间以清除化学物质；清洁反应器技术以最小化缺陷和掺杂记忆效应；原位晶圆温度控制设备的清洁通道；利用机器人的快速载具交换，以最大限度地缩短反应器空闲时间；短配方时间的快速增长率；高运行时间的卓越可靠性等。

YD：与硅基衬底相比，GaAs应用是否需要专门的技术规范或不同需求？

SJ：我们的大部分标准外延片生长在GaAs、InP或Ge（锗）衬底上。

YD：相对于硅专用机台，是否有特定的功能需要添加到GaAs设备中？

SJ：对于GaAs工艺，温度均匀性和成分均匀性是关键，因为我们的外延涉及二元、三元和四元层的生长。此外，因为我们在工艺中使用Ga、In、Al、As、PH3、Si、Mg、Zn和/或C，MOCVD设备将具有更大的气体控制板。

YD：Veeco也是GaN MOCVD设备领导者之一。GaN和GaAs之间在设备特性方面的主要区别是什么？

SJ：GaN是高温工艺（>1000℃），而GaAs是中温工艺（<750℃）。对于GaN设备，GaN生长中使用的氮来自氨（NH3）。在选择反应器组件时必须小心，因为氨是侵蚀性的并且可以攻击某些材料。因此，对于GaN工艺与GaAs工艺，我们使用不同的反应器组件。

GaAs晶圆和外延片市场进入新时代，Veeco助力3D传感应用