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为什么碳化硅晶圆成本高?

文章出处:启哥有何妙计网责任编辑:作者:陈启人气:-发表时间:2022-09-13 16:14:00【

碳化硅的长晶技术大致有三种,PVT物理气相传输法,HT-CVD高温气相沉积法,以及LPE溶液法。

其中PVT比较主流,优点是简单,可靠,成本可控。CVD对设备要求太高,价格很贵,只有高质量的半绝缘衬底会用这个方法;LPE溶液法能做天然P型衬底,但是缺陷很难控制,还需要时间积累,日本公司不少专注于这个路线。

以PVT法为例,这种方案下碳化硅生长速度只有硅材料生长速度的1/100都不到,144小时只有2cm左右的厚度,实在是太慢了,要想获得更多的产量,只能靠长晶炉数量堆。

目前国外日新技研和PVATepla的长晶炉基本要卖到300万左右一台。国内很多公司比如露笑,东尼,晶盛机电,这些年经过技术改良和成本控制后,能做到150-200万一台甚至更便宜的价格,这个价格基本也能接受。

其次碳化硅非常硬,莫氏硬度高达9.3是高于蓝宝石仅次于金刚石的,是最坚硬的一种物质,因此切磨抛加工带来巨大的困难。

2cm厚度的碳化硅晶锭,现有技术完全切开也需要至少100小时左右,相当费时间。锯切效率高,但是破片率高,线切效果稍好,但是效率很低。

切磨抛设备日本高鸟,永安有不少新设备上线,从业内反馈效果还行,但是日本公司都有个通病,不太愿意大规模扩产,因此这些设备谁买到谁就能先把产能扩出来。

英飞凌曾经花了1.24亿欧元收购一家做碳化硅冷切割(coldspitl)技术的公司Silecrta,以希望用冷切割技术,高效率低成本得到最多的碳化硅晶片。

有人说这是激光切割技术,作者研究后发现应该不是激光切割,而是类似离子注入法和做SOI硅片的技术比较接近的剥离技术。

碳化硅透光率很高,激光切并不合适,而且激光切割设备相当昂贵,当然离子注入法剥离也不简单,现阶段最现实的还是线切。

切割良率就真正考验各家水准了,同样3cm晶锭厚度,最终得片率是30片还是33片还是35片?每多一片都是利润!

对于磨抛而言,也有不少技术难点还未完全攻克,但是要比切略简单,无非是慢一点。由于碳化硅硬度和蓝宝石比较接近,因此蓝宝石的粗抛设备以及SLurry配方略经改良,是可以用的,细抛就要上新设备了,但是这部分设备占整体成本并不不高,大体可控。

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