12英尺碳化硅衬底，以及新进展

电子爱好者网报道(文章 / 近日，西湖大学孵化的西湖仪器梁浩斌成功实现 12 英尺碳化硅衬底激光剥离自动化解决方案，大大降低了消耗，提高了加工速度，促进了碳化硅产业的成本降低。

目前碳化硅行业的主流晶圆尺寸是 6 英尺，而且正在大规模向前。 8 英尺的发展，在上游的晶体、衬底，行业已经具备了大量的产能，8 一寸碳化硅晶圆生产线也开始逐步落地，一些头衬底厂商已开始批量出货。

但在去年 11 月亮，天岳先进一鸣惊人，发布了行业第一款。 12 英尺 N 碳化硅衬底型号。今年 3 月亮，天岳先进又展出来了 12 英尺高纯半绝缘，p 碳化硅衬底型号。

去年的烁科晶体 12 每月宣布研制成功 12 英尺高纯半绝缘碳化硅单晶衬底，同时开发 12 英尺 N 单晶衬底型碳化硅。

更大尺寸的碳化硅衬底材料可以进一步扩大芯片制造面积，大大增加合格芯片的产量。在相同的生产环境下，可以显著增加产量，降低产品成本，进一步提高经济效益，为碳化硅材料的更大规模应用提供可能。

从产量增加的角度，12 英尺晶圆的表面积是 8 英寸的 1.75 倍，理想情况下，不顾良率，12 可以生产英尺晶圆 32mm2 面积裸片的数量，是的 8 超过两倍的英寸。由于边缘弧度较大，在生产小面积裸片时，12 晶圆的英寸利用率将进一步提高。

晶圆尺寸的增加意味着许多设备不能在原生产线上共同使用，因此在晶圆尺寸转换过程中通常需要多年时间。由于半导体制造过程复杂，需要与中下游产业链合作，从衬底材料成功制造样品到真正量产。毕竟没有材料和设备，芯片是不可能单独制造的。

例如 8 早在英尺碳化硅衬底 2016 每年都有国际厂商推出样品，但实际量产是在 2022 年 Wolfspeed 才真正开始。

而且随着天岳先进等公司相继展出。 12 英寸碳化硅衬底样品，相关设备制造商也开始推出面向面向的样品。 12 英寸商品。

文章开头提到的西湖仪器就是其中之一。碳化硅衬底需要从晶锭上切割。在切割碳化硅衬底材料的过程中，由于碳化硅硬度极高，硬度高 9.2 仅次于金钢石，属于高硬度脆性材料，在切割过程中容易出现裂纹、微裂纹等问题。

传统上，例如砂浆线切割的加工效率较低(切割速度约为 0.1-0.5mm/h）、磨粒利用率低，材料损耗大(切缝总宽度大 200-300 μ m）等待问题。现在主流采用的金钢石线切割虽然提高了效率，但仍然需要面对线径控制，TTV(总厚度误差)等精度问题。

激光剥离技术是最新的切割技术。与传统的切割技术相比，激光剥离过程没有材料损耗，原材料消耗大大降低，效率为金钢石线切割。 3 超过一倍。但是需要处理激光焦点深度控制、改质层均匀性等技术瓶颈，尤其是在 12 在一寸碳化硅晶锭上。

大尺寸将带来新的工艺控制问题，12 英尺衬底尺寸增大后，切割过程中的热应力分布更加复杂，厚度误差可能导致后续设备性能不稳定；切割后，表面的粗糙度应达到纳米，对化学机械进行抛光（CMP）对工艺提出了更高的要求。

西湖仪器开发的技术完成了碳化硅晶锭薄化、激光加工、衬底剥离等工艺的自动化，解决了 12 超大尺寸碳化硅衬底切片英尺或以上难题。

就衬底材料而言，12 英尺碳化硅衬底已进入良率提升阶段，未来随着碳化硅市场降本需求的进一步升级，可能在5-6年内，12。 还可以实现英尺碳化硅的量产。

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