SiC新技术:成本降70%,工时降低90%
发布时间:2023-06-02 04:44:13

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衬底是碳化硅半导体产业的瓶颈环节,除了长晶慢(7)、晶体厚度低(30mm左右)、直径小(8)、成本高等问题外,碳化硅晶体加工也存在2大挑战:材料损耗、耗时

碳化硅晶体加工包括:晶锭滚圆、切割、研磨、抛光等,由于碳化硅太硬,晶体加工各个环节都存在挑战。以晶锭滚圆为例,通常需要包含以下步骤:

·用X射线确定晶向

·外径研磨

·去除籽晶面

·去除圆顶面


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据美国设备企业Hardinge全球销售总监Jeff Gum介绍,晶锭滚圆这个步骤需要多台设备,整体加工过程通常需要24-36个小时

为此,亟需通过创新的设备来解决碳化硅晶锭加工设备投资、加工时间和成本问题。GTATCEO Greg Knight的新公司Hardinge提供了新的思路。

近日,Hardinge展示了新的碳化硅晶锭加工设备BoulePro-200AX,通过新增的单步双面补偿(SSDC)功能,简化了碳化硅晶锭滚圆等加工制造工艺。


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目前,Hardinge公司正在进行扩展计划,以应对产量的增加。2023年他们将进行设备演示,年底前机器将在客户端投入使用

Hardinge介绍,他们在202212月推出的BoulePro设备,使用自动化的单一设置解决方案,可以将现有的碳化硅晶锭加工工艺缩短到2-3小时。该公司估计,如果考虑到劳动力、设备占地面积、废品、产能效率和消耗品,其设备可将碳化硅晶锭加工的总成本减少近70%


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该设备有多个优势:

首先,由于内置X射线衍射(XRD)机,该公司新的BoulePro-200AX设备具有精确的准确性,由于各种参数控制得非常严格,该机器的晶向角度校正比目前的手工设备要精确100,因此可以满足并超越SiC客户的期望和要求。

其次,在一个典型的生产设施中,需要几台支持不同工艺步骤的设备进行SiC晶锭滚圆,然后再将其切成晶圆。这些设备不仅占用了工厂内的大量空间,而且这些工艺是手工操作,劳动密集型。HardingeBoulePro-200AX具有集成的XRD工具和5轴能力,使其能够在一台全自动化的机器上操作、X射线、研磨和/或切断零件,达到客户所需的规格,可将设备占地面积大大减少,大大加快SiC晶锭的生产效率

再次,该机器能够处理目前所有相关尺寸的碳化硅晶锭,包括100毫米、150毫米和200毫米材料

据该公司测算,采用BoulePro-200AX具备以下优势:

·一台机床就能在完全自动化的过程中完成所有必要的步骤,只需两到三个小时

·先进的自动化程度提高了工艺的可重复性

·劳动力成本减少85%

·设备占地面积减少80%

·与现有标准相比,总成本(资本支出、运营支出、耗材)减少近70%


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