近日，由國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）與第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）主辦，南方科技大學(xué)微電子學(xué)院與北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司共同承辦的第十七屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA 2020）暨2020國際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS 2020）在深圳會展中心召開。
期間，由江蘇南大光電材料股份有限公司、中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）股份有限公司、廣州南砂晶圓半導(dǎo)體技術(shù)有限公司協(xié)辦的“襯底、外延及生長裝備”分會上，日本名古屋大學(xué)教授宇治原徹帶來關(guān)于CFD模擬預(yù)測系統(tǒng)在SiC生長中應(yīng)用的精彩報告。報告顯示成功地在網(wǎng)絡(luò)空間建立了晶體生長模型，利用預(yù)測模型對網(wǎng)絡(luò)空間的生長條件進(jìn)行了優(yōu)化，在網(wǎng)絡(luò)空間優(yōu)化的條件下，可以在物理空間中生長大直徑晶體。
研究發(fā)展了頂溶液法生長超高質(zhì)量SiC晶體的技術(shù)。不幸的是，晶體尺寸仍然很小。為了將尺寸擴(kuò)大到2英寸、3英寸及以上，需要通過優(yōu)化多種生長參數(shù)來控制溫度、濃度、流體速度的空間分布，以獲得超高質(zhì)量的SiC（減少位錯），這是一項艱巨的任務(wù)。計算流體力學(xué)（CFD）技術(shù)是揭示溫度、濃度和流體速度分布的有力工具。然而，由于CFD模擬時間較長，難以對多種生長參數(shù)進(jìn)行全面、自動的優(yōu)化。
利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)建立了CFD結(jié)果的預(yù)測模型：（1）準(zhǔn)備了300個CFD模擬結(jié)果作為機(jī)器學(xué)習(xí)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)；（2）建立了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測模型。圖1顯示了過飽和度分布和流體速度分布的模擬結(jié)果以及基于預(yù)測模型的預(yù)測結(jié)果。令人驚訝的是，兩個結(jié)果都非常相似。此外，模擬和預(yù)測模型的平均計算時間分別為3000s和0.003s。利用該預(yù)測模型，還可以確定一個滿足目標(biāo)的優(yōu)化條件。利用該系統(tǒng)，可以快速確定最佳的生長參數(shù)，并實際生長了2英寸和3英寸的優(yōu)質(zhì)碳化硅晶體。
宇治原徹教授1993年本科畢業(yè)于京都大學(xué)的工學(xué)院，并于2000年取得京都大學(xué)工程學(xué)博士學(xué)位。1999年至2004年，他在日本東北大學(xué)材料研究中心任職助理教授。2004年他加入名古屋大學(xué)，在研究生工程院任副教授。目前他是名古屋大學(xué)未來電氣可持續(xù)材料及系統(tǒng)研究所教授。
宇治原徹教授現(xiàn)在的專業(yè)領(lǐng)域包括晶體生長、溶液生長、汽相生長、碳化硅、功率器件、太陽能電池、半導(dǎo)體光電、旋轉(zhuǎn)觀察、生物設(shè)備、半導(dǎo)體質(zhì)膜混合器件和脂質(zhì)二重層。研究領(lǐng)域包括應(yīng)用材料科學(xué)、晶體工程、電子材料、電氣材料和金屬的物理性質(zhì)。
（內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場資料整理，如有出入敬請諒解）
