8吋SiC成本將降40%？這2項(xiàng)技術(shù)攻克難題

6月14日，匯川、英飛凌、芯聯(lián)動力、泰科天潤、普興、蓉矽、晶瑞、大族及泰克邀您參加上海SiC大會。

近日，“行家說三代半”發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外新增了2種SiC工藝技術(shù)，能在襯底制備、拋光環(huán)節(jié)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)降本增效，詳情請看：

新SiC襯底制備技術(shù)：預(yù)計(jì)8英寸成本降低40%

近日，上海微系統(tǒng)所異質(zhì)集成XOI課題組自主研發(fā)了基于“萬能離子刀”的碳化硅復(fù)合襯底制造技術(shù)，SiC晶圓尺寸最大達(dá)到8英寸，并初步通過外延驗(yàn)證。

基于“萬能離子刀”異質(zhì)集成技術(shù)，該課題組通過離子注入剝離與轉(zhuǎn)移的方法可以將高質(zhì)量SiC單晶薄膜與硅、低成本或多晶SiC集成在一起，進(jìn)一步循環(huán)剝離高質(zhì)量SiC襯底（“刀削面”工藝），從而使高質(zhì)量SiC一片變多片，實(shí)現(xiàn)單片成本的大幅下降。

目前技術(shù)水平預(yù)期可以將SiC晶圓回收循環(huán)利用10次，預(yù)期將使8英寸單片制造成本降低40%，提高回收技術(shù)水平將使單片成本進(jìn)一步降低。

基于以上制備流程，該團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了6英寸及8英寸的SiC復(fù)合襯底的制備，制備的SiC復(fù)合襯底厚度平均值346 μm、TTV為1.075 μm、Bow為8.429 μm、LTV為0.885 μm、表面粗糙度Rq為0.225
nm，基本達(dá)到后續(xù)外延需求。

該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步對SiC復(fù)合襯底進(jìn)行了外延驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)外延層表面粗糙度Rq為0.473 nm、厚度11.137
μm、面內(nèi)厚度均勻性2.7%、載流子濃度1.34×1016
cm-3、面內(nèi)載流子均勻度2.63%；總體上，SiC復(fù)合襯底可以支撐較高質(zhì)量的同質(zhì)外延生長。

新SiC拋光工藝：MRR提升2倍，漿料量減少60%

近日，國際精密工程與制造雜志刊登了一篇關(guān)于碳化硅拋光工藝創(chuàng)新的論文，提出一種中心注入拋光漿料方式，可有效提高漿料利用效率和MRR（材料去除率）。

據(jù)悉，常規(guī)CMP（化學(xué)機(jī)械拋光）工藝中，拋光漿液通常直接輸送到拋光墊上，在碳化硅襯底加工過程中僅使用了一定量的漿料，容易造成漿料浪費(fèi)和大量污水，也不利于提高拋光效率。一般而言，常規(guī)CMP的MRR僅為每小時(shí)幾微米，且拋光液成本占CMP材料成本的比例將近50%。

為減少漿料消耗并提高工藝效率，韓國科學(xué)家提出了一種中心注入拋光漿料方案。顧名思義，該方案就是在旋轉(zhuǎn)軸芯上增加漿料供應(yīng)孔和管道，通過離心力將拋光漿料直接運(yùn)送到襯底和拋光墊之間。

他們基于碳化硅襯底拋光的一系列實(shí)驗(yàn)，分析了不同轉(zhuǎn)速和漿料供給速率下的漿料效率和生產(chǎn)率，發(fā)現(xiàn)采用中心注入拋光方式，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)降本增效：

在相同加工條件下，材料去除率（MRR）是傳統(tǒng)拋光的兩倍以上；

在相同的 MRR 下，漿料消耗量減少了約 60%；

原始SiC襯底粗糙度為1.5μm，中心注入拋光產(chǎn)生的表面質(zhì)量與傳統(tǒng)拋光產(chǎn)生的表面相似，RA（表面粗糙度）范圍為5至15nm。