碳化硅的長晶技術大致有三種,PVT物理氣相傳輸法,HT-CVD高溫氣相沉積法,以及LPE溶液法。
其中PVT比較主流,優(yōu)點是簡單,可靠,成本可控。CVD對設備要求太高,價格很貴,只有高質量的半絕緣襯底會用這個方法;LPE溶液法能做天然P型襯底,但是缺陷很難控制,還需要時間積累,日本公司不少專注于這個路線。
以PVT法為例,這種方案下碳化硅生長速度只有硅材料生長速度的1/100都不到,144小時只有2cm左右的厚度,實在是太慢了,要想獲得更多的產量,只能靠長晶爐數(shù)量堆。
目前國外日新技研和PVATepla的長晶爐基本要賣到300萬左右一臺。國內很多公司比如露笑,東尼,晶盛機電,這些年經過技術改良和成本控制后,能做到150-200萬一臺甚至更便宜的價格,這個價格基本也能接受。
其次碳化硅非常硬,莫氏硬度高達9.3是高于藍寶石僅次于金剛石的,是最堅硬的一種物質,因此切磨拋加工帶來巨大的困難。
2cm厚度的碳化硅晶錠,現(xiàn)有技術完全切開也需要至少100小時左右,相當費時間。鋸切效率高,但是破片率高,線切效果稍好,但是效率很低。
切磨拋設備日本高鳥,永安有不少新設備上線,從業(yè)內反饋效果還行,但是日本公司都有個通病,不太愿意大規(guī)模擴產,因此這些設備誰買到誰就能先把產能擴出來。
英飛凌曾經花了1.24億歐元收購一家做碳化硅冷切割(coldspitl)技術的公司Silecrta,以希望用冷切割技術,高效率低成本得到最多的碳化硅晶片。
有人說這是激光切割技術,作者研究后發(fā)現(xiàn)應該不是激光切割,而是類似離子注入法和做SOI硅片的技術比較接近的剝離技術。
碳化硅透光率很高,激光切并不合適,而且激光切割設備相當昂貴,當然離子注入法剝離也不簡單,現(xiàn)階段最現(xiàn)實的還是線切。
切割良率就真正考驗各家水準了,同樣3cm晶錠厚度,最終得片率是30片還是33片還是35片?每多一片都是利潤!
對于磨拋而言,也有不少技術難點還未完全攻克,但是要比切略簡單,無非是慢一點。由于碳化硅硬度和藍寶石比較接近,因此藍寶石的粗拋設備以及SLurry配方略經改良,是可以用的,細拋就要上新設備了,但是這部分設備占整體成本并不不高,大體可控。