当前，大尺寸衬底成为碳化硅衬底制备技术的重要发展方向。6英寸碳化硅晶圆仍然是市场上的主流产品，而8英寸衬底正在成为行业的重要技术发展方向。成熟的8英寸碳化硅技术将有效解决6英寸碳化硅晶圆芯片产量有限和边缘浪费过大的问题，提高单片晶圆芯片产量，降低单位芯片成本。国内外厂商相继进军8英寸衬底领域。
近日，第九届国际第三代半导体论坛（IFWS）&第二十届中国国际半导体照明论坛（SSLCHINA）于厦门召开。期间，“碳化硅衬底、外延生长及其相关设备技术”分会上，哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司董事长赵丽丽做了“8英寸碳化硅衬底产业化进展”的主题报告，分享了科友8英寸碳化硅衬底产业化技术研究进展，一站式碳化硅长晶解决方案理念，并介绍了科友在8英寸碳化硅衬底加工及市场方面的新突破。
近年来，科友半导体在8英寸碳化硅衬底产业化研究方面取得较快进展。2022年11月，对外发布基于电阻炉的8英寸碳化硅，2023年2月，科友“8英寸碳化硅装备及工艺”成果在中国电子学会组织的技术鉴定会上获得高度评价，“指标达到国内领先、国际先进水平”，2023年4月，科友半导体8英寸碳化硅中试线正式贯通并进入小批量生产阶段，2023年9月，衬底产线加工得到外延可用的8英寸碳化硅衬底，实现了大尺寸衬底加工技术的突破。目前，科友8英寸碳化硅长晶良率达到50%以上，厚度稳定达到15-20mm，良率50%以上，总位错2000-3000个/cm2左右。
报告指出，科友半导体掌握了8英寸碳化硅装备研制能力以及配套工艺技术，为8英寸碳化硅产业化推进提供了设备和工艺基础。长晶设备包括6/8英寸感应长晶炉和6/8英寸电阻长晶炉，长晶附属装备包括难熔金属蒸镀炉、籽晶镀膜设备、原料预结晶提纯炉、晶体退火炉等，设备零配件国产化率高，具有设备成本低、厂务配套要求低、长晶速度快、性能稳定、热场重复利用率高等优势。其中，长晶炉设备利用自主设计的热场结构，通过自动控制程序，应用优化的工艺条件，使用配套的蒸镀石墨结构件和预处理提纯后的料锭，可以提供稳定可控的晶体生长条件，显著改善晶体厚度和晶体质量，并有效降低晶体制备成本，构成了低成本的突出优势。
针对大尺寸低缺陷碳化硅单晶制备成本高、良率低的难题，科友半导体开发了原料提纯制备技术、籽晶镀膜技术、难熔金属碳化物蒸镀技术等独家工艺技术，基于热场设计方面的经验将感应设备和电阻设备的耗材联动使用，实现了原料成本、石墨耗材成本降低50%以上的突出效果。基于上述技术突破，科友掌握了碳化硅衬底全产业链自主技术能力，在材料、设备以及工艺方面拥有系列自主知识产权，掌握碳化硅原料提纯、晶体生长、籽晶制备、衬底加工、热场模拟、工业设计、装备设计制造等全流程关键技术，衬底产品质量及良率位于领先水平。
哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司是一家专注于第三代半导体碳化硅装备研发、衬底制备及科研成果转化的高新技术企业，研发覆盖半导体装备研制、长晶工艺、衬底加工等多个领域，累计授权专利近百项，参编国家标准5项，实现先进技术自主可控。科友半导体在哈尔滨新区打造产、学、研一体化的第三代半导体产学研聚集区，实现碳化硅材料端从原材料提纯-装备制造-晶体生长-衬底加工-外延晶圆的材料端全产业链闭合，致力成为第三代半导体关键材料和高端装备主要供应商。
