8英寸SiC外延,量产
5月13日,希科半导体科技(苏州)有限公司(以下简称“希科半导体”)宣布,公司研发团队成功实现了国产8英寸(200mm)碳化硅(SiC)衬底上同质外延生长,正式具备8英寸SiC外延片量产能力。
据悉,希科半导体生产的具有自主知识产权的8英寸SiC外延片质量达到国际先进水平,厚度不均匀性小于2%,掺杂浓度不均匀性小于4%,3mm*3mm管芯良率达到97%以上。
目前,希科半导体已经能够为客户提供6英寸N型和P型SiC外延片、8英寸N型SiC外延片、6英寸用于双极型器件的多层不同掺杂类型SiC外延片、超高压器件用的厚膜SiC外延片等多种产品。
8英寸SiC外延片相比6英寸面积增加78%,由于边缘损耗减少,同等条件下从8英寸晶圆切出的芯片数会提升将近90%,可较大幅度降低SiC器件成本,为进一步推进SiC材料的降本增效提供有力支持。
百识电子、中电化合物、瀚天天成、普兴电子、天域半导体、海乾半导体等在8英寸SiC外延方面也有所突破:
■ 百识电子
今年4月,南京百识电子科技有限公司(以下简称“百识电子”)也宣布正式具备国产8英寸碳化硅外延晶片量产能力。
百识电子所生产的8英寸碳化硅外延晶片的质量达到国际先进水平,即厚度不均匀性小于1.5%,浓度不均匀性小于4%,3mm*3mm管芯良率达到99%以上。该技术突破标志着百识电子8英寸碳化硅外延技术储备成熟,进一步推进了碳化硅外延材料的国产化进程。
■ 中电化合物
2023年11月,中电化合物宣布完成客户首批次8英寸SiC外延片产品的交付。
在技术指标上,中电化合物8英寸SiC外延片厚度均匀性可实现≤3%、掺杂浓度均匀性≤5%、表面致命缺陷≤0.5/cm²。8吋外延产品的顺利交付,标志着中电化合物的外延产品迈上一个新的台阶,可为行业提供更为领先的技术支持,推动碳化硅行业更加快速发展。
■ 瀚天天成
2023年5月,瀚天天成电子科技(厦门)股份有限公司(以下简称“瀚天天成”)在行业论坛上宣布,研发团队完成了具有自主知识产权的8英寸碳化硅外延工艺的技术开发,瀚天天成正式具备了国产8英寸碳化硅外延晶片量产能力。
在技术指标上,瀚天天成所生产的 8 英寸碳化硅外延晶片的厚度不均匀性小于3%,浓度不均匀性小于6%,2mm*2mm管芯良率达到98%以上。此外,当时消息,瀚天天成还完成了多项长期合约(LTA)的签订,包括价值超过1.92亿美元的8英寸长约。
■ 普兴电子
2023年12月消息,河北普兴电子科技股份有限公司(以下简称“普兴电子”)产品总监张永强在行业论坛上分享了200 mm 4H-SiC高质量厚层同质外延生长的最新研究进展。
报告显示,普兴电子研发出的8英寸碳化硅外延片的新产品,解决了8寸衬底应力大、易开裂、外延均匀性及缺陷难控制等难点。厚度均匀性为0.6%,浓度均匀性为2.3%。8寸产品的均匀性已达到与6寸量产产品相当的水平。
普兴电子从16年开始SiC的研发,19年实现了6寸SiC外延片的量产,21年中标国家工信部碳化硅外延产业化的项目。目前主要为1200V MOS产品,已通过车规级验证,应用在新能源车主驱模块上。
除此之外,天域半导体作为我国最早实现第三代半导体碳化硅外延片产业化的企业,于2021年就开始了8英寸的技术储备,并于2023年7月进行了8英寸外延片的产品的小批量送样;超过千片的量产数据表明8英寸SiC外延水平与6英寸外延水平相当。
与此同时,SiC外延技术已与碳化硅外延设备的发展高度融合,外延设备企业同样也在追逐“8英寸”。
■ 纳设智能
2023年8月消息,纳设智能成功研制出更大尺寸具有更多创新技术的8英寸碳化硅外延设备。据悉,该设备具备独特反应腔室设计、可独立控制的多区进气方式、以及智能的控制系统,将更好的提高外延片的均匀性,降低外延缺陷及生产中的耗材成本。
据悉,纳设智能已实现8英寸碳化硅外延设备的交付,该设备在客户现场生产的外延片厚度不均匀性≤2%,浓度不均匀性~4%,表面粗糙度≤0.3cm-2,缺陷控制良好。
■ 中国电科48所
去年SEMICON China上,中国电子科技集团旗下中电科电子装备集团有限公司发布了最新研制的8英寸碳化硅外延设备。
据中国电科48所党委书记王平透露,此次48所发布的8英寸碳化硅外延设备有三个突破性的指标,分别是采用该设备生产的8英寸生长厚度均匀性小于1.5%、掺杂浓度均匀性小于4%、表面致命缺陷小于0.4个/cm2。这些技术指标的突破,标志着电科装备已成功掌握8吋SiC外延设备相关技术。据当时消息,该设备已完成首轮工艺验证。
■ 晶盛机电
2023年6月,晶盛机电也成功研发出具有国际先进水平的8英寸单片式碳化硅外延生长设备。
据透露,在子公司晶瑞的8英寸衬底基础上,已实现8英寸单片式碳化硅外延生长设备的自主研发与调试,外延的厚度均匀性1.5%以内、掺杂均匀性4%以内,已达到行业领先水平。
除此之外,北方华创早在2010年就启动外延装备的研发工作。在碳化硅外延设备领域同样也“不甘示弱”,凭借深厚的技术积累,快速开发了碳化硅外延产品。据悉,北方华创SiC领域累计出货量超过4000台,在2023年全年出货方面, SiC长晶炉出货超1000台,外延炉出货超100台,芯片前道设备出货超100台。面向8英寸碳化硅市场,北方华创的8寸衬底和外延已有产品下线,芯片线预计也将在2024年下半年有产品出厂。
苏州SiC外延设备厂商芯三代成立于2020年,主要致力于基于超高温CVD技术的SiC外延设备的研发,目前主要有单腔单片6英寸、双腔单片6英寸、单腔单片8英寸、双腔单片8英寸等设备产品。2023下半年,芯三代自主研发的8吋垂直气流外延设备已经帮助两家客户顺利完成8吋SiC外延工艺的调试和首批8吋外延片订单交付。