国内外突破:三种新工艺方案引领8英寸SiC生产降本增效

在半导体材料领域，碳化硅（SiC）因其卓越的高温、高频、高压特性而备受关注，尤其是在电动汽车、电力传输、高频通信等领域的应用前景广阔。然而，SiC的生产和加工过程一直面临着诸多挑战。近期，国内外研究团队和企业在8英寸SiC工艺方案上取得了新的突破，有望大幅提升生产效率和降低成本。

瑞士的Synova SA公司凭借其LCS 305 5轴系统，在SiC衬底倒角加工技术上实现了重要突破。该公司独家的水射流引导激光技术（LMJ）将加工时间缩短至惊人的5分钟。这项技术利用激光与低压水射流的结合，不仅有效提升了加工速度，还能保持工件的冷却，防止热损伤，并冲走烧蚀材料，确保边缘磨削的高质量。对于直径为200毫米、厚度为0.5毫米的单晶SiC衬底，LCS 305设备能够在极短时间内完成包括缩小晶圆尺寸、边缘斜切、轮廓加工和切割等工序，展现了其在SiC生产领域的强大潜力。

与此同时，日本的Mipox公司也推出了针对8英寸SiC衬底的稳定倒角方案。该公司通过独特的抛光膜和设备，实现了碳化硅衬底切口及边缘的稳定倒角。该方法不仅能够连续倒角，无需担心磨料磨损，而且加工后衬底之间的差异几乎不存在。此外，Mipox的倒角方案还能保持原有雕刻的切口形状，与激光切割方式兼容性好，且预计产量（加工能力和加工速度）将提高约5倍。该方案不仅提高了SiC衬底的生产效率，还有助于减少晶体或切口损坏的风险。

在学术研究方面，哈尔滨工业大学和中国电子科技集团的联合研究团队也取得了重要进展。他们通过数值模拟和实验研究，探索了降低8英寸SiC单晶基面位错（BPD）密度的方法。BPD会降低SiC器件的性能，并限制其应用。研究团队发现，通过加快冷却速度、优化籽晶键合方法和采用热膨胀系数较小的石墨坩埚，可以将BPD密度从4689cm −2降低到704cm −2。这一突破有助于减少SiC单晶的缺陷，提高晶体生长良率，对于实现SiC的产业规模应用具有重要意义。

这三种新工艺方案的推出，标志着8英寸SiC生产在技术创新上迈出了重要一步。它们不仅提高了SiC衬底的生产效率和加工质量，还有助于降低生产成本，推动SiC在更多领域的应用。随着这些技术的不断成熟和普及，我们有理由相信，SiC将在未来半导体材料领域发挥更加重要的作用。同时，这也将激发更多的企业和研究机构投入到SiC的研发和生产中，推动整个行业的快速发展。