碳化硅技術(shù)領(lǐng)域2個(gè)新進(jìn)展

作者 | 發(fā)布日期 2024 年 04 月 29 日 14:42 | 分類(lèi) 功率

近日,就碳化硅單晶制備和碳化硅切割技術(shù)方面,有新進(jìn)展。

浙大聯(lián)合實(shí)驗室制備出厚度達100 mm碳化硅單晶

4月26日,浙大杭州科創(chuàng )中心官微發(fā)文稱(chēng),浙江大學(xué)杭州國際科創(chuàng )中心(簡(jiǎn)稱(chēng)科創(chuàng )中心)先進(jìn)半導體研究院-乾晶半導體聯(lián)合實(shí)驗室(簡(jiǎn)稱(chēng)聯(lián)合實(shí)驗室)首次生長(cháng)出厚度達100 mm的超厚碳化硅單晶!

source:先進(jìn)半導體研究院

文章指出,為提升碳化硅晶體厚度,聯(lián)合實(shí)驗室開(kāi)展了提拉式物理氣相傳輸(Pulling Physical Vapor Transport, PPVT)法生長(cháng)超厚碳化硅單晶的研究(圖1a)。

source:先進(jìn)半導體研究院

采用提拉式物理氣相傳輸法,聯(lián)合實(shí)驗室成功生長(cháng)出直徑為6英寸(即150mm)的碳化硅單晶,其厚度突破了100mm。測試加工而得的襯底片的結果顯示,該超厚碳化硅單晶具有單一的4H晶型(圖2a)、結晶質(zhì)量良好(圖2b),電阻率平均值不超過(guò)~ 30 mΩ·cm。

source:先進(jìn)半導體研究院

南京大學(xué)推出碳化硅激光切片技術(shù)

近日,南京大學(xué)成功研發(fā)出大尺寸碳化硅激光切片設備與技術(shù),標志著(zhù)我國在第三代半導體材料加工設備領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。該技術(shù)不僅解決了傳統切割技術(shù)中的高材料損耗問(wèn)題,還大幅提高了生產(chǎn)效率,對推動(dòng)碳化硅器件制造技術(shù)的發(fā)展具有重大意義。

碳化硅(SiC)作為一種關(guān)鍵的戰略材料,對安全、全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)都至關(guān)重要。南京大學(xué)研發(fā)的這項新技術(shù),針對碳化硅單晶加工過(guò)程中的切片性能進(jìn)行了重要改進(jìn),能夠有效控制晶片表層裂紋損傷,從而提高后續薄化、拋光的加工水平。

source:南京大學(xué)

“傳統的多線(xiàn)切割技術(shù)在加工碳化硅時(shí)存在材料損耗率高和加工周期長(cháng)的問(wèn)題,這不僅增加
了生產(chǎn)成本,也限制了產(chǎn)能?!表椖控撠熑私榻B,傳統方法在切割環(huán)節的材料利用率僅為50%,而經(jīng)過(guò)拋光研磨后的材料損耗高達75%。

為了克服這些挑戰,南京大學(xué)的技術(shù)團隊采用激光切片設備,顯著(zhù)降低了材料損耗,并提升了生產(chǎn)效率。以一個(gè)20毫米的SiC晶錠為例,傳統線(xiàn)鋸技術(shù)能生產(chǎn)30片350微米的晶圓,而激光切片技術(shù)能生產(chǎn)50多片,甚至在優(yōu)化晶圓幾何特性后,可以將單片晶圓厚度減少到200微米,從而使單個(gè)晶錠生產(chǎn)的晶圓數量超過(guò)80片。

此外,南京大學(xué)研發(fā)的激光切片設備在切割時(shí)間上也具有顯著(zhù)優(yōu)勢。6英寸半絕緣/導電型碳化硅晶錠的單片切割時(shí)間不超過(guò)15分鐘,單臺設備的年產(chǎn)量可達30000片以上,且單片損耗得到有效控制,半絕緣碳化硅晶錠單片損耗控制在30微米以?xún)?,導電型則在60微米以?xún)?,產(chǎn)片率提升超過(guò)50%。

在市場(chǎng)應用前景方面,大尺寸碳化硅激光切片設備將成為未來(lái)8英寸碳化硅晶錠切片的核心設備。目前,此類(lèi)設備僅有日本能夠提供,價(jià)格昂貴且對中國實(shí)行禁運。國內需求超過(guò)1000臺,而南京大學(xué)研發(fā)的設備不僅可用于碳化硅晶錠切割和晶片減薄,還適用于氮化鎵、氧化鎵、金剛石等材料的激光加工,具有廣闊的市場(chǎng)應用前景。

來(lái)源:先進(jìn)半導體研究院、中國光學(xué)期刊網(wǎng)、集邦化合物半導體整理

更多SiC和GaN的市場(chǎng)資訊,請關(guān)注微信公眾賬號:集邦化合物半導體。