新突破：一次擴(kuò)徑技術(shù)將碳化硅襯底從6英寸直接擴(kuò)到8英寸！
發(fā)布人：先進(jìn)半導(dǎo)體
時(shí)間：2022-07-30
來(lái)源：工程師
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半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊：Wolfspeed、羅姆、II-VI均在2015年就已展示了8英寸碳化硅襯底，其中Wolfspeed投入10億美元建設(shè)新工廠(chǎng)，并在今年4月開(kāi)始生產(chǎn)8英寸碳化硅等產(chǎn)品；英飛凌在2020年9月宣布其8英寸 SiC晶圓生產(chǎn)線(xiàn)已經(jīng)建成；羅姆旗下SiCrystal公司預(yù)計(jì)2023年左右開(kāi)始量產(chǎn)8英寸襯底；Soitec在2022年5月發(fā)布了8英寸碳化硅襯底產(chǎn)品，其還在2022年3月啟動(dòng)新晶圓廠(chǎng)建設(shè)計(jì)劃。
國(guó)內(nèi)與國(guó)際，在8英寸碳化硅襯底上的差距更為明顯。
碳化硅8英寸襯底的第一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)是籽晶，籽晶雖然可以用激光切割然后拼接的方法來(lái)制作籽晶，但拼接位置的缺陷是幾乎難以去除，可以做晶體生長(zhǎng)基礎(chǔ)研究，量產(chǎn)就不行了。量產(chǎn)用的籽晶還是需要慢慢的擴(kuò)出來(lái)，在擴(kuò)的過(guò)程保留品質(zhì)好的晶體進(jìn)行優(yōu)選繁衍，這個(gè)過(guò)程是非常耗時(shí)的，沒(méi)有好的籽晶就不可能繁衍出好的晶體，就如同沒(méi)有好的種子，是不會(huì)長(zhǎng)出好的莊稼一樣。通常每次擴(kuò)徑幾個(gè)毫米，從6英寸擴(kuò)到8英寸擴(kuò)徑時(shí)間甚至按年為單位。
恒普科技提供一個(gè)創(chuàng)新的解決方案，一次性將6英寸擴(kuò)到8英寸的技術(shù)方向，為行業(yè)提供一種新的思路，推進(jìn)國(guó)內(nèi)行業(yè)的8英寸碳化硅襯底國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
恒普科技以≤45°晶錠的角度晶體生長(zhǎng)厚度≥30mm，單邊擴(kuò)徑接近≥25mm，這樣就一次性將晶體擴(kuò)徑≥50mm，實(shí)現(xiàn)從150mm一次性擴(kuò)徑到200mm的技術(shù)路線(xiàn)。
恒普科技當(dāng)下單邊擴(kuò)徑≥20mm，無(wú)多型，微管≤0.05ea/cm2，生長(zhǎng)速度≥0.3mm/h，導(dǎo)流環(huán)無(wú)TaC涂層； 預(yù)計(jì)近期可以達(dá)到單邊25~30mm，并優(yōu)化面型。
示意圖
擴(kuò)徑的技術(shù)核心難點(diǎn)是：熱場(chǎng)的溫度控制、邊緣多晶、物質(zhì)流傳輸（氣相輸運(yùn)）。
恒普科技運(yùn)用多年掌握的溫度控制技術(shù)，將熱場(chǎng)溫度調(diào)節(jié)為有利于晶體擴(kuò)徑的溫度梯度，并加以調(diào)節(jié)。
氣相組分是產(chǎn)生邊緣多晶的主要原因之一，不合理的氣相組分非常容易產(chǎn)生邊緣多晶，而導(dǎo)致擴(kuò)徑失敗。
與晶體生長(zhǎng)相同，物質(zhì)流對(duì)于擴(kuò)徑也是至關(guān)重要，采用特殊改良的【新工藝】熱場(chǎng)，使氣相儲(chǔ)運(yùn)滿(mǎn)足擴(kuò)徑。
晶體擴(kuò)徑實(shí)際圖
恒普科技 | 零實(shí)驗(yàn)室，致力于材料的基礎(chǔ)研究和創(chuàng)新方向探索。
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