科友在長期的碳化硅晶體生長研發過程中,持續探索和優化晶體生長工藝、熱場,自主研發出兩種不同加熱方式的PVT法晶體生長爐,完成了國產自主1至4代感應爐和1至3代電阻爐的研發,形成大尺寸低成本碳化硅產業化制備系列技術,實現了6英寸碳化硅單晶襯底的規模生產和批量供貨,8英寸碳化硅單晶襯底的小批量生產及供貨,向碳化硅晶體生長企業提供涵蓋設備、材料及技術服務等全產業鏈的解決方案。
(1)熱場及耗材國產化率達到95%以上。基于長期研發和系列關鍵技術突破,科友半導體獲得更穩定的長晶工藝及獨特長晶熱場,打破了我國碳化硅晶體生長領域相關耗材進口壟斷的局面,熱場及耗材的國產替代率處于國內領先水平。作為國內唯一同時擁有感應長晶爐和電阻長晶爐的企業,科友半導體實現了感應與電阻長晶爐熱場石墨耗材的接力規模應用,耗材國產化率高、穩定性好、使用壽命長,自主可控,單爐成本僅為同行業企業的30%-40%,構成了晶體成本低的突出效果。
(2)長晶良率達到80%以上,晶體厚度達到40mm以上。自主開發了包括獨家的原料預結晶提純、原料回收再利用、難熔金屬碳化鉭蒸鍍結構、籽晶鍍膜、原位退火等在內的多項關鍵技術,根據感應加熱和電阻加熱兩種不同的理念,將兩者的優勢充分結合,大幅提高了晶體生長過程的穩定性及原料利用率,實現了高長晶良率、高生長速率、高晶體質量和低生產成本的統一。
(3)打破傳統碳化硅粘接籽晶技術的限制。解決設備需求廠家無法實現籽晶粘接的難題,自主開發籽晶壓接(橋接)技術。獨家籽晶覆膜保護工藝+籽晶搭橋結構,在籽晶背面形成保護層的同時增大籽晶背面過冷度,成為國內外為數不多的采用非粘接籽晶進行晶體生長的企業,解決了當下市場普遍面臨的技術難題。與傳統的籽晶粘接工藝相比較,降低了碳化硅長晶的制備難度,避免了新興企業粘接過程中夾雜氣泡帶來的晶體缺陷,提高長晶效率,大幅降低了晶體應力、提高了長晶良率。
(4)突破了大尺寸8英寸碳化硅單晶制備的關鍵技術。基于市場對大尺寸碳化硅單晶的迫切需求,依托雄厚的研發基礎和技術積累,科友半導體突破感應長晶爐超大尺寸碳化硅單晶的制備難題,在碳化硅生長過程長晶界面徑向溫度梯度一致性差導致的生長速率波動、良率低的難題,利用自主開發的電阻長晶爐快速實現擴徑生長,在設備搭建后的2年內,制備出微管密度<0.5cm-2的8英寸碳化硅單晶襯底。“8英寸碳化硅長晶設備及工藝”科技成果鑒定會,以郝躍院士為主任委員的專家組高度評價“具有自主知識產權,關鍵技術指標達到國內領先、國際先進水平”。
科友半導體自主研發的6/8英寸碳化硅坩堝
6/8英寸碳化硅坩堝尺寸對比
(5)超強的兼容性。科友半導體電阻碳化硅長晶爐具備超強的兼容性,以6-8英寸晶體生長共用一套腔體及熱場的設計理念,滿足了當下市場的迫切需求,眾所周知,當下業內主流主要以6英寸為主,不少企業根據行業的發展態勢,也紛紛開展8英寸的研發及布局,但至今能夠具備產業化條件的企業寥寥無幾,科友半導體6-8寸兼容裝備的成功開發,為需求客戶提供了一站式服務,該技術不僅一次性提供了完善的配套升級,同時大幅度降低了客戶的投入成本,和量產風險,既能滿足當下6英寸主流產品的需要,又能抵御市場未來革新帶來的風險,科友該項技術目前已經成功推向市場。
(6)已申請專利129項,目前授權專利61項。自主研發出4-8英寸導電型碳化硅襯底制備技術,涵蓋了裝備設計開發、熱場設計、碳化鉭蒸鍍、籽晶鍍膜、粉料提純、晶體生長、襯底加工等覆蓋晶體生長的關鍵環節。
項目介紹 Introduction
哈爾濱科友半導體產業裝備與技術研究院有限公司成立于2018年5月,企業坐落于哈爾濱市新區,是一家專注于第三代半導體裝備研發、襯底制作、器件設計、科研成果轉化的國家級高新技術企業,研發覆蓋半導體裝備研制、長晶工藝、襯底加工等多個領域,已形成自主知識產權,實現先進技術自主可控。科友半導體在哈爾濱新區打造產、學、研一體化的第三代半導體產學研聚集區,實現碳化硅材料端從原材料提純-裝備制造-晶體生長-襯底加工-外延晶圓的材料端全產業鏈閉合,致力成為第三代半導體關鍵材料和高端裝備主要供應商。
(來源:科友半導體)