2021 年 9 月 8 日，加利福尼亞州圣克拉拉--應(yīng)用材料公司今日宣布推出多項(xiàng)全新產(chǎn)品以幫助世界領(lǐng)先的碳化硅 （以下簡稱SiC） 芯片制造商從150毫米晶圓量產(chǎn)轉(zhuǎn)向200毫米晶圓量產(chǎn)，使每個(gè)晶圓的芯片數(shù)產(chǎn)出近乎翻倍，可滿足全球?qū)τ谧吭降碾妱?dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)日益增長的需求。
SiC 電力半導(dǎo)體能夠?qū)㈦姵仉娏扛咝мD(zhuǎn)化為扭力，從而提升車輛性能并增大里程范圍，因此需求旺盛。SiC 的固有特性使其比硅更堅(jiān)硬，但也存在自然缺陷，可能導(dǎo)致電性能、電源效率、可靠性和良率的降低。因此需要通過先進(jìn)的材料工程來對未經(jīng)加工的晶圓進(jìn)行優(yōu)化方可量產(chǎn)，并在保證盡可能減少晶格破壞的前提下構(gòu)建電路。
應(yīng)用材料公司集團(tuán)副總裁、 ICAPS事業(yè)部總經(jīng)理 Sundar Ramamurthy表示：“為了助力計(jì)算機(jī)革新，芯片制造商轉(zhuǎn)而將希望寄托于不斷擴(kuò)大晶圓尺寸，通過顯著增加芯片產(chǎn)出來滿足增長迅速的全球需求。現(xiàn)如今，又一波革新初露端倪，這些革新將受益于應(yīng)用材料公司在工業(yè)規(guī)模下材料工程領(lǐng)域的專業(yè)知識。”
Cree公司總裁兼 CEO Gregg Lowe表示：“交通運(yùn)輸業(yè)的電氣化勢頭迅猛，借助 Wolfspeed 技術(shù)，我們將能夠藉此拐點(diǎn)領(lǐng)導(dǎo)全球加速從硅向碳化硅轉(zhuǎn)型。通過在更大的 200毫米晶圓上交付最高性能的碳化硅電源器件，我們得以提升終端客戶價(jià)值，滿足日趨增長的需求。”
Lowe 還說道：“應(yīng)用材料公司的支持將有助于加速我們在奧爾巴尼的 200毫米工藝制程的技術(shù)驗(yàn)證，我們的莫霍克谷晶圓廠的多項(xiàng)設(shè)備安裝也在緊鑼密鼓進(jìn)行中，兩者助力之下，轉(zhuǎn)型進(jìn)展迅速。不僅如此，應(yīng)用材料公司的 ICAPS 團(tuán)隊(duì)眼下正在開發(fā)熱注入等多項(xiàng)新技術(shù)，拓寬并深化了我們之間的技術(shù)協(xié)作，使我們的電力技術(shù)路線圖得以快速發(fā)展。”
全新 200毫米 SiC CMP 系統(tǒng)
SiC 晶圓表面質(zhì)量對于 SiC 器件制造至關(guān)重要，因?yàn)榫A表面的任何缺陷都將傳遞至后續(xù)各層次。為了量產(chǎn)具有最高質(zhì)量表面的均勻晶圓，應(yīng)用材料公司開發(fā)了 Mirra? Durum? CMP* 系統(tǒng)，此系統(tǒng)將拋光、材料去除測量、清洗和干燥整合到同一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)。這一新系統(tǒng)生產(chǎn)的成品晶圓表面粗糙度僅為機(jī)械減薄SiC 晶圓的五十分之一，是批式 CMP工藝系統(tǒng)的粗糙度的三分之一。
為助力行業(yè)向200毫米大尺寸晶圓轉(zhuǎn)型，應(yīng)用材料公司發(fā)布了全新的Mirra Durum CMP系統(tǒng)，它集成拋光、材料去除測量、清洗和干燥于一身，可量產(chǎn)具有極高質(zhì)量表面的均勻晶圓
熱注入提升 SiC 芯片性能和電源效率
在 SiC 芯片制造期間，離子注入在材料內(nèi)加入摻雜劑，以幫助支持并引導(dǎo)大電流電路內(nèi)的電流流動(dòng)。由于 SiC 材料的密度和硬度，要進(jìn)行摻雜劑的注入、精確布局和活化的難度非常之大，同時(shí)還要最大程度降低對晶格的破壞，避免性能和電源效率的降低。應(yīng)用材料公司通過其全新的 VIISta 900 3D 熱離子注入系統(tǒng)為150毫米和200毫米 SiC 晶圓破解了這一難題。這項(xiàng)熱注入技術(shù)在注入離子的同時(shí)，能夠?qū)Ц窠Y(jié)構(gòu)的破壞降到最低，產(chǎn)生的電阻率僅為室溫下注入的四十分之一。
應(yīng)用材料公司全新VIISta 900 3D熱離子注入系統(tǒng)可向200毫米和150毫米碳化硅晶圓注入和擴(kuò)散離子，產(chǎn)生的電阻率僅為室溫下注入的四十分之一
應(yīng)用材料公司的ICAPS（物聯(lián)網(wǎng)、通信、汽車、功率和傳感器）事業(yè)部正在為 SiC 電源芯片市場開發(fā)更多具備 PVD*、CVD*、刻蝕和工藝控制的產(chǎn)品。應(yīng)用材料公司在美國時(shí)間9月8日舉辦的 2021 年 ICAPS 和封裝大師課程 上，詳細(xì)探討了公司在助力 SiC 和其它特殊半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展中所發(fā)揮的作用。
*CMP = 化學(xué)機(jī)械平坦化 PVD = 物理氣相沉積 CVD = 化學(xué)氣相沉積