重磅!国产SiC衬底激光剥离实现新突破
发布时间:2023-05-26 05:14:18

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最近,泰科天润董事长陈彤表示,国内SiC单项目突破100万片的关键在于成本,即“碳化硅器件成本仅为硅器件的2倍”。

碳化硅器件降本需要全产业链的共同努力,其中碳化硅衬底成本占比高达50%左右,因此亟需新技术将成本“打下来”。碳化硅衬底降本主要存在两大瓶颈,除了长晶外,还有晶锭切割。目前,碳化硅衬底主流的切割技术包括砂浆线切割、金刚石线切割等,然而传统切割技术的损耗率太高,而且工时太长。

以砂浆线切割为例,多达40%的碳化硅晶锭以粉尘的形式浪费掉,而且切割线的高速行走过程还会造成20-50μm的粗糙起伏与表面/亚表面结构损伤,据分析,碳化硅多线切割技术的总材料损耗量高达30-50%。同时,切制一块6英寸SiC晶锭通常需要150个小时左右,不利于SiC衬底的快速交付。另外,切割后的衬底Ra值较大,还需要进行粗磨、精磨和CMP三道处理工艺,合计耗时超过5

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如果改用激光剥离技术,则有望极大降低碳化硅衬底成本。激光剥离技术是通过激光处理,在碳化硅晶锭内部形成改质层,从而在碳化硅晶锭上剥离出晶圆。这种技术具有材料损耗低、加工效率高、出片数量多等优势,总材料损耗率可降至30%-50%左右(视晶锭类型而定)

如果激光剥离技术成功应用于碳化硅衬底的量产,必将为碳化硅产业带来轻资产、高效益的新模式,有望进一步降低碳化硅器件成本,推动碳化硅器件在更广领域的应用。

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碳化硅行业国外厂商已经开展长达5年以上的激光剥离技术探索。截至目前,激光剥离技术未导入量产线,仍有一些技术挑战需要解决。据“行家说三代半”了解,西湖仪器在碳化硅衬底激光剥离技术上实现了突破,并且成功开发了整套碳化硅衬底激光剥离设备,可直接投入生产,为碳化硅衬底的生产提供了新型高效的解决方案。

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