科友半導(dǎo)體近期剛剛與歐洲一家國(guó)際知名企業(yè)簽訂金額超2億元人民幣長(zhǎng)單，近日其又與一家歐洲公司圍繞完美籽晶研發(fā)達(dá)成戰(zhàn)略合作。
據(jù)“科友半導(dǎo)體”官微消息，3月27日，科友半導(dǎo)體與俄羅斯N公司在哈爾濱簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，開(kāi)展“8英寸SiC完美籽晶”項(xiàng)目合作。據(jù)稱，俄羅斯N公司在晶體缺陷密度控制方面有著豐富的研究經(jīng)驗(yàn)，在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)表高水平文章及期刊百余篇。
source：科友半導(dǎo)體
科友半導(dǎo)體提升技術(shù)壁壘
據(jù)悉，通過(guò)與俄羅斯N公司合作，科友半導(dǎo)體將研發(fā)獲得“無(wú)微管，低位錯(cuò)”完美籽晶，而應(yīng)用品質(zhì)優(yōu)異的籽晶進(jìn)行晶體生長(zhǎng)，能夠大幅降低8英寸SiC晶體內(nèi)部的微管、位錯(cuò)等缺陷密度，從而提高晶體生長(zhǎng)的質(zhì)量和良率，并推動(dòng)SiC長(zhǎng)晶爐體及工藝技術(shù)的優(yōu)化與升級(jí)。
此前，科友半導(dǎo)體8英寸SiC中試線平均長(zhǎng)晶良率已突破50%，晶體厚度15mm以上。本次與俄羅斯N公司合作，有望推動(dòng)科友半導(dǎo)體在SiC技術(shù)升級(jí)進(jìn)程中再一次實(shí)現(xiàn)突破。
作為一家主要從事半導(dǎo)體材料研發(fā)、晶體材料生長(zhǎng)、半導(dǎo)體材料器件加工生產(chǎn)的廠商，科友半導(dǎo)體近年來(lái)在火熱的SiC領(lǐng)域持續(xù)取得重大技術(shù)進(jìn)展。作為SiC賽道“多面手”，科友半導(dǎo)體技術(shù)研發(fā)覆蓋了長(zhǎng)晶工藝、襯底加工、裝備研制等多個(gè)領(lǐng)域。
材料領(lǐng)域，科友半導(dǎo)體在2022年底通過(guò)自主設(shè)計(jì)制造的電阻長(zhǎng)晶爐產(chǎn)出直徑超過(guò)8英寸的SiC單晶，晶體表面光滑無(wú)缺陷，這是科友半導(dǎo)體繼2022年10月在6英寸SiC晶體厚度上實(shí)現(xiàn)40mm突破后，在SiC晶體生長(zhǎng)尺寸和襯底尺寸上取得的新突破。
隨后在2023年2月14日舉辦的寬禁帶半導(dǎo)體材料技術(shù)成果鑒定會(huì)上，科友半導(dǎo)體“8英寸SiC長(zhǎng)晶設(shè)備及工藝”通過(guò)中國(guó)電子學(xué)會(huì)科技成果鑒定。2023年12月，科友半導(dǎo)體承擔(dān)的“8英寸SiC襯底材料裝備開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工藝研究”項(xiàng)目通過(guò)階段驗(yàn)收評(píng)審。評(píng)審專家組認(rèn)為，科友半導(dǎo)體成功獲得了8英寸SiC單晶生長(zhǎng)的新技術(shù)和新工藝，一致同意項(xiàng)目通過(guò)階段驗(yàn)收評(píng)審。
據(jù)了解，“8英寸SiC襯底材料裝備開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工藝研究”項(xiàng)目旨在推動(dòng)8英寸SiC裝備國(guó)產(chǎn)化和SiC襯底產(chǎn)業(yè)化，獲得高性能8英寸SiC長(zhǎng)晶裝備和低缺陷SiC襯底，具備批量制備能力并形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。項(xiàng)目通過(guò)評(píng)審，意味著科友半導(dǎo)體具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的8英寸SiC襯底已初步具備量產(chǎn)能力，躋身研發(fā)8英寸的主流SiC襯底廠商行列。
設(shè)備領(lǐng)域，科友半導(dǎo)體8英寸襯底產(chǎn)品使用的是自主研發(fā)的電阻式SiC長(zhǎng)晶爐，該型設(shè)備長(zhǎng)出的晶體具有應(yīng)力低、品質(zhì)高、一致性好等特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)對(duì)比，電阻爐更適合大尺寸晶體生長(zhǎng)，其設(shè)備穩(wěn)定性好、爐次重復(fù)性高、晶體成品率高、晶體缺陷少。
得益于電阻式SiC長(zhǎng)晶爐，科友半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)的8英寸SiC材料裝備及工藝被中國(guó)電子學(xué)會(huì)組織的專家委員會(huì)評(píng)為“國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平”，科友半導(dǎo)體也成為國(guó)內(nèi)首家基于電阻式長(zhǎng)晶爐制備獲得8英寸SiC單晶的廠商。
國(guó)內(nèi)主流廠商8英寸技術(shù)進(jìn)展
在SiC產(chǎn)業(yè)6英寸向8英寸轉(zhuǎn)型趨勢(shì)下，包括科友半導(dǎo)體在內(nèi)的各大SiC襯底頭部廠商紛紛聚焦8英寸，并在技術(shù)方面各有千秋。
其中，天岳先進(jìn)采用液相法制備出了低缺陷的8英寸晶體，通過(guò)熱場(chǎng)、溶液設(shè)計(jì)和工藝創(chuàng)新突破了SiC單晶高質(zhì)量生長(zhǎng)界面控制和缺陷控制難題。天岳先進(jìn)采用最新技術(shù)制備的晶體厚度已突破60mm，對(duì)提升產(chǎn)能有積極意義。
天科合達(dá)研發(fā)團(tuán)隊(duì)使用物理氣相傳輸法（PVT）通過(guò)擴(kuò)徑技術(shù)制備出8英寸4H-SiC單晶，并通過(guò)多線切割、研磨和拋光等一系列加工工藝制備出標(biāo)準(zhǔn)8英寸SiC單晶襯底。
湖南三安依托精準(zhǔn)熱場(chǎng)控制的自主PVT工藝，實(shí)現(xiàn)8英寸SiC襯底更低成本及更低缺陷密度，后續(xù)將持續(xù)提升良率。
南砂晶圓與山東大學(xué)合作，使用物理氣相傳輸法實(shí)現(xiàn)了近“零螺位錯(cuò)（TSD）”密度和低基平面位錯(cuò)（BPD）密度的8英寸導(dǎo)電型4H-SiC單晶襯底制備，其中螺位錯(cuò)密度為0.55cm-2，基平面位錯(cuò)密度為202cm-2。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，近“零TSD”和低BPD密度的8英寸SiC襯底制備，有助于加快國(guó)產(chǎn)8英寸SiC襯底的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
晶盛機(jī)電解決了8英寸SiC晶體生長(zhǎng)過(guò)程中溫場(chǎng)不均、晶體開(kāi)裂、氣相原料分布等難點(diǎn)問(wèn)題。目前，晶盛機(jī)電已實(shí)現(xiàn)8英寸單片式SiC外延生長(zhǎng)設(shè)備的自主研發(fā)與調(diào)試，外延的厚度均勻性1.5%以內(nèi)、摻雜均勻性4%以內(nèi)，已達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平。
合盛硅業(yè)則在8英寸SiC襯底方面完整掌握了SiC材料的原料合成、晶體生長(zhǎng)襯底加工等全產(chǎn)業(yè)鏈核心工藝技術(shù)，突破了關(guān)鍵材料多孔石墨、涂層材料和裝備的技術(shù)壁壘。
此外，爍科晶體、同光股份、乾晶半導(dǎo)體、超芯星、粵海金、東尼電子、天成半導(dǎo)體等廠商也已經(jīng)涉足8英寸SiC襯底，未來(lái)，有望誕生更多8英寸襯底材料、設(shè)備等方面的先進(jìn)技術(shù)，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。
小結(jié)
TrendForce集邦咨詢此前表示，從6英寸升級(jí)到8英寸，襯底的加工成本有所增加，但可以提升芯片產(chǎn)量，8英寸能夠生產(chǎn)的芯片數(shù)量約為6英寸SiC晶圓的1.8倍，向8英寸轉(zhuǎn)型，是降低SiC器件成本的可行之法。同時(shí)8英寸襯底厚度增加有助于在加工時(shí)保持幾何形狀，減少邊緣翹曲度，降低缺陷密度，從而提升良率，采用8英寸襯底能夠大幅降低單位綜合成本。
各大廠商積極布局8英寸，技術(shù)方面持續(xù)突破，有助于推動(dòng)良率提升，對(duì)于未來(lái)8英寸大規(guī)模普及意義重大。（文：集邦化合物半導(dǎo)體Zac）
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