5月29日,科友半導(dǎo)體碳化硅晶體生長(zhǎng)車(chē)間傳來(lái)捷報(bào),自主研發(fā)的電阻長(zhǎng)晶爐再次實(shí)現(xiàn)突破,成功制備出多顆中心厚度超過(guò)80mm,薄點(diǎn)厚度超過(guò)60mm的導(dǎo)電型6英寸碳化硅單晶,這也是國(guó)內(nèi)首次報(bào)道和展示厚度超過(guò)60mm的碳化硅原生錠毛坯,厚度是目前業(yè)內(nèi)主流晶體厚度的3倍,單片成本較原來(lái)降低70%,有效提高企業(yè)盈利能力。此批次晶體呈現(xiàn)出微凸的形貌,表面光滑無(wú)明顯缺陷。
大厚度晶體量測(cè)視頻
物理氣相傳輸(PVT)法生長(zhǎng)碳化硅單晶具有質(zhì)量可控、工藝成熟的優(yōu)勢(shì),但晶體厚度一直是主要制約,而溶液法在提高晶體厚度方面表現(xiàn)突出,但是目前仍尚未能實(shí)現(xiàn)真正的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)??朴寻雽?dǎo)體基于自研電阻爐,通過(guò)借鑒溶液法的部分理念,破除了溶液法才能生長(zhǎng)高厚度晶體的限制,充分利用了PVT法單晶穩(wěn)定生長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì),將兩種制備方法的優(yōu)勢(shì)成功結(jié)合到一起。大厚度晶體的成功制備標(biāo)志著科友半導(dǎo)體突破了大厚度碳化硅單晶生長(zhǎng)的關(guān)鍵技術(shù)難題,向大尺寸碳化硅襯底低成本量產(chǎn)邁出了堅(jiān)實(shí)一步,進(jìn)一步彰顯出電阻加熱式長(zhǎng)晶爐在替代傳統(tǒng)感應(yīng)爐、推動(dòng)襯底成本持續(xù)降低方面的巨大潛力。
PVT法原理示意圖 高溫溶液法原理示意圖熱場(chǎng)設(shè)計(jì)是晶體生長(zhǎng)的關(guān)鍵核心技術(shù),科友半導(dǎo)體依托長(zhǎng)期研發(fā)經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)并不斷優(yōu)化大尺寸碳化硅晶體生長(zhǎng)熱場(chǎng),對(duì)籽晶、生長(zhǎng)腔、原料等區(qū)域的溫場(chǎng)進(jìn)行針對(duì)性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)。在確保生長(zhǎng)界面均勻性的情況下,顯著提升晶體生長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力,滿(mǎn)足超厚晶體生長(zhǎng)的需求。晶體生長(zhǎng)速率慢是碳化硅晶體增厚和襯底成本進(jìn)一步降低的關(guān)鍵制約,科友半導(dǎo)體基于先進(jìn)熱場(chǎng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化工藝,充分發(fā)揮長(zhǎng)晶爐優(yōu)勢(shì),大幅提升了晶體生長(zhǎng)速率。同時(shí)晶體生長(zhǎng)溫場(chǎng)的均勻性決定了更低的晶體內(nèi)應(yīng)力,在提高晶體厚度和生長(zhǎng)速率的情況下,有效控制晶體開(kāi)裂幾率,確保長(zhǎng)晶良率處于高位。晶體質(zhì)量直接影響襯底材料的良品率,科友半導(dǎo)體應(yīng)用優(yōu)化的工藝條件,減少籽晶內(nèi)部缺陷的繼承,并且隨著晶體的厚度增加,來(lái)自于籽晶內(nèi)部微觀缺陷得到充分的轉(zhuǎn)化和消除,進(jìn)一步減少晶體內(nèi)部微觀缺陷,有效提升了襯底材料的品質(zhì)和良品率。
科友半導(dǎo)體基于先進(jìn)的熱場(chǎng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了適宜的溫度梯度,有效削弱了生長(zhǎng)室內(nèi)的軸向溫度梯度與徑向溫度梯度之間的耦合效應(yīng),實(shí)現(xiàn)了均勻溫場(chǎng)條件下的軸向溫度梯度改善,獲得了平微凸形貌的單晶生長(zhǎng),大幅減少了單晶內(nèi)部應(yīng)力以及因應(yīng)力引起的缺陷增殖。 單片成本顯著降低,盈利能力大幅提高
該批次晶體厚度達(dá)到60mm,幾乎達(dá)到業(yè)內(nèi)主流晶體厚度的3倍,單片成本降低到原來(lái)的30%左右,即成本下降幅度達(dá)到70%,同時(shí)由于單顆晶體的出片率大幅提升,相當(dāng)于企業(yè)盈利能力翻了三倍。
中心厚度超過(guò)80mm,最低厚度超62mm的6英寸碳化硅單晶
企業(yè)介紹
哈爾濱科友半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)裝備與技術(shù)研究院有限公司成立于2018年5月,企業(yè)坐落于哈爾濱市新區(qū),是一家專(zhuān)注于第三代半導(dǎo)體裝備研發(fā)、襯底制作、器件設(shè)計(jì)、科研成果轉(zhuǎn)化的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè),研發(fā)覆蓋半導(dǎo)體裝備研制、長(zhǎng)晶工藝、襯底加工等多個(gè)領(lǐng)域,形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),已累計(jì)授權(quán)專(zhuān)利80余項(xiàng),實(shí)現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)自主可控??朴寻雽?dǎo)體在哈爾濱新區(qū)打造產(chǎn)、學(xué)、研一體化的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)學(xué)研聚集區(qū),實(shí)現(xiàn)碳化硅材料端從原材料提純-裝備制造-晶體生長(zhǎng)-襯底加工-外延晶圓的材料端全產(chǎn)業(yè)鏈閉合,致力成為第三代半導(dǎo)體關(guān)鍵材料和高端裝備主要供應(yīng)商。
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