科友半導體近期剛剛與歐洲一家國際知名企業(yè)簽訂金額超2億元人民幣長單，近日其又與一家歐洲公司圍繞完美籽晶研發(fā)達成戰(zhàn)略合作。
據(jù)“科友半導體”官微消息，3月27日，科友半導體與俄羅斯N公司在哈爾濱簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，開展“8英寸SiC完美籽晶”項目合作。據(jù)稱，俄羅斯N公司在晶體缺陷密度控制方面有著豐富的研究經(jīng)驗，在相關領域發(fā)表高水平文章及期刊百余篇。
source：科友半導體
科友半導體提升技術壁壘
據(jù)悉，通過與俄羅斯N公司合作，科友半導體將研發(fā)獲得“無微管，低位錯”完美籽晶，而應用品質(zhì)優(yōu)異的籽晶進行晶體生長，能夠大幅降低8英寸SiC晶體內(nèi)部的微管、位錯等缺陷密度，從而提高晶體生長的質(zhì)量和良率，并推動SiC長晶爐體及工藝技術的優(yōu)化與升級。
此前，科友半導體8英寸SiC中試線平均長晶良率已突破50%，晶體厚度15mm以上。本次與俄羅斯N公司合作，有望推動科友半導體在SiC技術升級進程中再一次實現(xiàn)突破。
作為一家主要從事半導體材料研發(fā)、晶體材料生長、半導體材料器件加工生產(chǎn)的廠商，科友半導體近年來在火熱的SiC領域持續(xù)取得重大技術進展。作為SiC賽道“多面手”，科友半導體技術研發(fā)覆蓋了長晶工藝、襯底加工、裝備研制等多個領域。
材料領域，科友半導體在2022年底通過自主設計制造的電阻長晶爐產(chǎn)出直徑超過8英寸的SiC單晶，晶體表面光滑無缺陷，這是科友半導體繼2022年10月在6英寸SiC晶體厚度上實現(xiàn)40mm突破后，在SiC晶體生長尺寸和襯底尺寸上取得的新突破。
隨后在2023年2月14日舉辦的寬禁帶半導體材料技術成果鑒定會上，科友半導體“8英寸SiC長晶設備及工藝”通過中國電子學會科技成果鑒定。2023年12月，科友半導體承擔的“8英寸SiC襯底材料裝備開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工藝研究”項目通過階段驗收評審。評審專家組認為，科友半導體成功獲得了8英寸SiC單晶生長的新技術和新工藝，一致同意項目通過階段驗收評審。
據(jù)了解，“8英寸SiC襯底材料裝備開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工藝研究”項目旨在推動8英寸SiC裝備國產(chǎn)化和SiC襯底產(chǎn)業(yè)化，獲得高性能8英寸SiC長晶裝備和低缺陷SiC襯底，具備批量制備能力并形成自主知識產(chǎn)權。項目通過評審，意味著科友半導體具有自主知識產(chǎn)權的8英寸SiC襯底已初步具備量產(chǎn)能力，躋身研發(fā)8英寸的主流SiC襯底廠商行列。
設備領域，科友半導體8英寸襯底產(chǎn)品使用的是自主研發(fā)的電阻式SiC長晶爐，該型設備長出的晶體具有應力低、品質(zhì)高、一致性好等特點。經(jīng)過長期實驗對比，電阻爐更適合大尺寸晶體生長，其設備穩(wěn)定性好、爐次重復性高、晶體成品率高、晶體缺陷少。
得益于電阻式SiC長晶爐，科友半導體開發(fā)的8英寸SiC材料裝備及工藝被中國電子學會組織的專家委員會評為“國內(nèi)領先、國際先進水平”，科友半導體也成為國內(nèi)首家基于電阻式長晶爐制備獲得8英寸SiC單晶的廠商。
國內(nèi)主流廠商8英寸技術進展
在SiC產(chǎn)業(yè)6英寸向8英寸轉(zhuǎn)型趨勢下，包括科友半導體在內(nèi)的各大SiC襯底頭部廠商紛紛聚焦8英寸，并在技術方面各有千秋。
其中，天岳先進采用液相法制備出了低缺陷的8英寸晶體，通過熱場、溶液設計和工藝創(chuàng)新突破了SiC單晶高質(zhì)量生長界面控制和缺陷控制難題。天岳先進采用最新技術制備的晶體厚度已突破60mm，對提升產(chǎn)能有積極意義。
天科合達研發(fā)團隊使用物理氣相傳輸法（PVT）通過擴徑技術制備出8英寸4H-SiC單晶，并通過多線切割、研磨和拋光等一系列加工工藝制備出標準8英寸SiC單晶襯底。
湖南三安依托精準熱場控制的自主PVT工藝，實現(xiàn)8英寸SiC襯底更低成本及更低缺陷密度，后續(xù)將持續(xù)提升良率。
南砂晶圓與山東大學合作，使用物理氣相傳輸法實現(xiàn)了近“零螺位錯（TSD）”密度和低基平面位錯（BPD）密度的8英寸導電型4H-SiC單晶襯底制備，其中螺位錯密度為0.55cm-2，基平面位錯密度為202cm-2。研究團隊認為，近“零TSD”和低BPD密度的8英寸SiC襯底制備，有助于加快國產(chǎn)8英寸SiC襯底的產(chǎn)業(yè)化進程。
晶盛機電解決了8英寸SiC晶體生長過程中溫場不均、晶體開裂、氣相原料分布等難點問題。目前，晶盛機電已實現(xiàn)8英寸單片式SiC外延生長設備的自主研發(fā)與調(diào)試，外延的厚度均勻性1.5%以內(nèi)、摻雜均勻性4%以內(nèi)，已達到行業(yè)先進水平。
合盛硅業(yè)則在8英寸SiC襯底方面完整掌握了SiC材料的原料合成、晶體生長襯底加工等全產(chǎn)業(yè)鏈核心工藝技術，突破了關鍵材料多孔石墨、涂層材料和裝備的技術壁壘。
此外，爍科晶體、同光股份、乾晶半導體、超芯星、粵海金、東尼電子、天成半導體等廠商也已經(jīng)涉足8英寸SiC襯底，未來，有望誕生更多8英寸襯底材料、設備等方面的先進技術，推動國產(chǎn)化進程。
小結
TrendForce集邦咨詢此前表示，從6英寸升級到8英寸，襯底的加工成本有所增加，但可以提升芯片產(chǎn)量，8英寸能夠生產(chǎn)的芯片數(shù)量約為6英寸SiC晶圓的1.8倍，向8英寸轉(zhuǎn)型，是降低SiC器件成本的可行之法。同時8英寸襯底厚度增加有助于在加工時保持幾何形狀，減少邊緣翹曲度，降低缺陷密度，從而提升良率，采用8英寸襯底能夠大幅降低單位綜合成本。
各大廠商積極布局8英寸，技術方面持續(xù)突破，有助于推動良率提升，對于未來8英寸大規(guī)模普及意義重大。（文：集邦化合物半導體Zac）
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