启闳半导体科技(江苏)有限公司QiHong Semicon TECHNOLOGY (JIANGSU) CO.,LTD
2016年DISCO开发了新的激光切片技术KABRA,该工艺可用于各种类型的SiC铸锭。KABRA是一种钢锭切片方法,通过激光连续照射钢锭,在指定深度形成分离层(KABRA层),从KABRA层开始生产晶圆。据DISCO称,KABRA技术的优势主要有:1)处理时间大大缩短,现有工艺需要3.1小时才能切出一片6英寸SiC晶圆,而采用KABRA技术仅需要10分钟;2)不再需要研磨过程,因为分离后的晶圆波动可以控制;3)生产的晶圆数量比现有工艺增加了1.4倍。
激光切片技术KABRA的优势
(图源:DISCO Corporation)
2018年英飞凌收购了碳化硅晶圆切割领域的新锐公司Siltectra,进入上游衬底领域,Siltectra专注于半导体材料的新切割技术—冷切(COLD SPLIT),该技术能将SiC晶圆的良率提高90%,在相同碳化硅晶锭的情况下,它可以提供3倍的材料,可生产更多的器件,最终SiC器件的成本可以降低20-30%。
SILTECTRA™ 碳化硅晶片分裂工艺
国内的晟光硅研(Lasic)成立于2021年2月,是航天基地科技成果就地转化项目,技术团队包括来自西安电子科技大学、中国工程物理研究院、山东大学、西北工业大学、yole等国内外相关行业高校和研究机构的专家。晟光硅研发明了微射流激光切割技术,该技术一次切割完成的晶片表面形貌已接近CMP处理水平。目前已经成功完成6英寸碳化硅晶锭的切割。
晟光硅研的微射流激光切割技术
SiC 晶圆表面质量对于后续SiC器件制造至关重要,因为晶圆表面上的任何缺陷都会迁移到后续层。所以SiC晶圆还需要一些抛光和表面准备工作,在这方面,应用材料取得了比较大的突破,其中应用材料推出了新型200毫米CMP系统,该系统将抛光、材料去除测量、清洁和干燥集成在一个系统中。与机械研磨的SiC晶片相比,新系统的成品晶片表面粗糙度降低了50倍,与批量CMP处理系统相比,粗糙度降低了3倍。
在晶圆扩径方面,主要是以8英寸扩径为主。早在2015年Wolfspeed、II-VI、ROHM就已经成功研发出8英寸衬底晶圆片。从2021年开始,安森美、ST、Soitec、SEMISiC等陆续研发出来。
各厂商8英寸SiC晶圆研发和量产时间一览
(图源:行家说第三代半导体)
看向SiC衬底的价格方面,据TendForce对N-Type SiC衬底价格下降趋势的预测,4英寸衬底片价格已经非常稳定,在一些低端器件二极管还有一定的市场。6英寸衬底片随着技术不断成熟价格逐渐稳定。8寸片目前刚推向市场,由于良率比较低,而且制造成本过高,短期内不具备性价比,下降空间相当大。