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國內外突破:三種新工藝方案引領8英寸SiC生產降本增效

要長高 ? 2024-06-17 15:28 ? 次閱讀

半導體材料領域,碳化硅(SiC)因其卓越的高溫、高頻、高壓特性而備受關注,尤其是在電動汽車、電力傳輸、高頻通信等領域的應用前景廣闊。然而,SiC的生產和加工過程一直面臨著諸多挑戰。近期,國內外研究團隊和企業在8英寸SiC工藝方案上取得了新的突破,有望大幅提升生產效率和降低成本。

瑞士的Synova SA公司憑借其LCS 305 5軸系統,在SiC襯底倒角加工技術上實現了重要突破。該公司獨家的水射流引導激光技術(LMJ)將加工時間縮短至驚人的5分鐘。這項技術利用激光與低壓水射流的結合,不僅有效提升了加工速度,還能保持工件的冷卻,防止熱損傷,并沖走燒蝕材料,確保邊緣磨削的高質量。對于直徑為200毫米、厚度為0.5毫米的單晶SiC襯底,LCS 305設備能夠在極短時間內完成包括縮小晶圓尺寸、邊緣斜切、輪廓加工和切割等工序,展現了其在SiC生產領域的強大潛力。

與此同時,日本的Mipox公司也推出了針對8英寸SiC襯底的穩定倒角方案。該公司通過獨特的拋光膜和設備,實現了碳化硅襯底切口及邊緣的穩定倒角。該方法不僅能夠連續倒角,無需擔心磨料磨損,而且加工后襯底之間的差異幾乎不存在。此外,Mipox的倒角方案還能保持原有雕刻的切口形狀,與激光切割方式兼容性好,且預計產量(加工能力和加工速度)將提高約5倍。該方案不僅提高了SiC襯底的生產效率,還有助于減少晶體或切口損壞的風險。

在學術研究方面,哈爾濱工業大學和中國電子科技集團的聯合研究團隊也取得了重要進展。他們通過數值模擬和實驗研究,探索了降低8英寸SiC單晶基面位錯(BPD)密度的方法。BPD會降低SiC器件的性能,并限制其應用。研究團隊發現,通過加快冷卻速度、優化籽晶鍵合方法和采用熱膨脹系數較小的石墨坩堝,可以將BPD密度從4689cm ?2降低到704cm ?2。這一突破有助于減少SiC單晶的缺陷,提高晶體生長良率,對于實現SiC的產業規模應用具有重要意義。

這三種新工藝方案的推出,標志著8英寸SiC生產在技術創新上邁出了重要一步。它們不僅提高了SiC襯底的生產效率和加工質量,還有助于降低生產成本,推動SiC在更多領域的應用。隨著這些技術的不斷成熟和普及,我們有理由相信,SiC將在未來半導體材料領域發揮更加重要的作用。同時,這也將激發更多的企業和研究機構投入到SiC的研發和生產中,推動整個行業的快速發展。

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