如何降级碳化硅的成本?

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如何降级碳化硅的成本?

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对于降低成本,从市场上的动态来看,主要有扩大晶圆尺寸、改进碳化硅长晶工艺及改进切片工艺等三个方向。

1.扩大晶圆尺寸

根据Wolfspeed最新资料, 从6寸转向8寸晶圆,碳化硅芯片 (32mm2)数量有望从448颗增加 到845颗,增加了75%。8英寸SiC 衬底的基面和螺纹螺钉密度分别为 684cm-2和289cm-2。化学机械抛 光后,表面质量得到改善,有66个 缺陷。碳化硅外延可以实现略高于 1 %的厚度和掺杂均匀性。根据 GTAT公司的预估,相对于6寸晶圆 平台,预计8寸衬底的引入将使整 体碳化硅器件成本降低20-35%。 而且,6寸SiC晶体厚度为350微米, 而最初投放市场的8寸SiC衬底厚度 为500微米。尽管晶体成本会略微 上涨,但是由于更厚的晶体可以切 出更多的衬底片,预计也有望进一 步降低器件生产成本。

2.改进碳化硅长晶技术提升长晶速度

2021年8月5日,住友官网提到了他们 利用一种所谓的MPZ技术,生长了高质量、 低成本的SiC衬底和SiC外延片,消除了表面 缺陷和基面位错(BPD),无缺陷区(DFA) 达到99%,相比PVT法,SiC长晶速度提高 了5倍左右,相比普通的LPE法速度提升了 200倍。

3.ColdSplit技术分割碳化硅晶圆

ColdSplit技术分割碳化硅晶圆,从而使得单个晶圆的芯片数 量翻倍2018年11月12日,英飞凌科技股份公司收购了位于德累斯顿 的初创公司SiltectraGmbH。该初创公司开发了一种创新技术 (ColdSplit),可有效处理晶体材料,同时最大限度地减少材料损 耗。与普通锯切割技术相比,Siltectra开发出了一种分解晶体材料 的新技术,能够将材料损耗降到技术。该技术同样适用于碳SiC,并 将在其现有的德累斯顿工厂、以及英飞凌(奥地利)菲拉赫工厂实 现工业化生产。

2015年,Siltectra冷切割技术同时获得了“红鲱鱼”欧洲前 100和世界前100技术研究大奖,同年,被欧洲半导创新谷评为 2015年最佳创业路演项目。冷切割技术是迄今为止第一也是唯一能 在半导体级实现20到200微米厚度无损切割的技术。凭借着全能的 特性,冷切割技术能完美运用于硅片切割和研磨市场。因此,此项 技术的潜能也只受限于硅片切割和研磨市场的大小。Siltectra称其 知识产权组合现在由70个专利族组成,总共拥有200项专利。这些 专利的组合涵盖了与该公司基于激光的晶圆薄化工艺相关的每项创 新。据Siltectra称,其冷分裂技术在几分钟内就可以以极高的精度 将晶圆薄到100微米及以下,并且几乎没有材料损失。

 



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