近日，據(jù)中國日報(bào)報(bào)道，中國電子科技集團(tuán)公司第二研究所（電科二所）成功研制出首片碳化硅芯片，下一步，電科二所將全力以赴推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室二期碳化硅芯片中試線和碳化硅器件智能封裝線的建設(shè)。

2021年9月，中國電科二所承擔(dān)山西太原某實(shí)驗(yàn)室6英寸SiC芯片整線系統(tǒng)集成項(xiàng)目，該項(xiàng)目要求4個(gè)月內(nèi)完成整線設(shè)備評估、選型、采購、安裝、調(diào)試，并研制出第一片芯片。電科二所調(diào)動(dòng)資源力量，在SiC激光剝離設(shè)備研制上取得突破性進(jìn)展，先后完成單機(jī)設(shè)備調(diào)試、碳化硅SBD整線工藝調(diào)試。

碳化硅硬度極高，傳統(tǒng)襯底加工工藝切割速度慢，晶體與切割線損耗大，每完成一片350μm厚的標(biāo)準(zhǔn)晶圓加工，就會(huì)因線鋸切割造成厚度約300μm的材料損失，大幅增加了襯底的成本。這也導(dǎo)致單晶襯底材料價(jià)格高昂，約占SiC器件成本50%，限制了SiC半導(dǎo)體器件的廣泛應(yīng)用。激光垂直改質(zhì)剝離設(shè)備利用光學(xué)非線性效應(yīng)，使激光穿透晶體，在晶體內(nèi)部發(fā)生熱致開裂、化學(xué)鍵斷裂與分解、激光誘導(dǎo)電離等一系列物理化學(xué)過程，形成垂直于激光入射方向的改質(zhì)層，最終實(shí)現(xiàn)晶片的剝離。激光剝離幾乎可完全避免常規(guī)的多線切割技術(shù)導(dǎo)致的切割損耗，僅需將剝離的晶片進(jìn)行研磨拋光，因此可將每片SiC襯底的平均加工損耗大幅降低至100μm以下，從而在等量原料的情況下提升SiC襯底產(chǎn)量。此外，激光剝離技術(shù)還可應(yīng)用于器件晶圓的減薄過程，實(shí)現(xiàn)被剝離晶片的二次利用。

電科二所以解決SiC襯底加工效率這一產(chǎn)業(yè)突出難題為目標(biāo)，將SiC激光剝離設(shè)備列為“十四五”期間重點(diǎn)研發(fā)裝備，旨在實(shí)現(xiàn)激光剝離設(shè)備國產(chǎn)化，該研發(fā)項(xiàng)目已通過專家評審論證，正式立項(xiàng)、啟動(dòng)。目前，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已掌握激光剝離技術(shù)原理與工藝基礎(chǔ)，并已基于自主搭建的實(shí)驗(yàn)測試平臺(tái)，結(jié)合特殊光學(xué)設(shè)計(jì)、光束整形、多因素耦合剝離等核心技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了小尺寸SiC單晶片的激光剝離，取得突破性進(jìn)展。下一步，團(tuán)隊(duì)將聚焦激光剝離技術(shù)的實(shí)用化與工程化，積極推進(jìn)工藝與設(shè)備的協(xié)同創(chuàng)新，研發(fā)大尺寸化、快速生產(chǎn)化、高良率化、全自動(dòng)化、低能耗化的激光剝離設(shè)備。