SiC工藝特點(diǎn)核心裝備發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

?碳化硅既是芯片領(lǐng)域鍛造長(zhǎng)板的重大機(jī)會(huì)，也是快速響應(yīng)新能源低碳經(jīng)濟(jì)、電力電子革命的重要抓手，是國(guó)家芯片和新能源戰(zhàn)略交匯點(diǎn)。

近日，在第八屆國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS）&第十九屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA）期間召開的“碳化硅功率電子器件技術(shù)論壇”上，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所、半導(dǎo)體裝備研究部主任鞏小亮做了題為“SiC功率器件制造裝備技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)”的主題報(bào)告。報(bào)告詳細(xì)介紹了SiC工藝特點(diǎn)及裝備需求，SiC核心裝備發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)以及48所SiC裝備產(chǎn)業(yè)布局等內(nèi)容。

SiC器件外延結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，器件結(jié)構(gòu)主要通過(guò)芯片制造過(guò)程實(shí)現(xiàn)。典型SiC器件（MOSFET）芯片制造流程中，由于SiC高硬度、高密度等特性，涉及多種超高溫和高能量工藝，如高溫外延、高溫注入、高溫激活退火、高溫柵氧、溝槽刻蝕、碳膜沉積、去碳膜刻蝕等特色工藝。制造裝備面臨的主要挑戰(zhàn)則涉及超高溫工藝要求、高能量加工工藝等要求。

報(bào)告指出，器件性能和成本的持續(xù)倒逼和規(guī)模化生產(chǎn)對(duì)裝備支撐能力不斷提出新要求， 比如要求大尺寸、高效率和高產(chǎn)能、低污染等。新工藝和顛覆性技術(shù)發(fā)展有賴于裝備創(chuàng)新，當(dāng)前，國(guó)產(chǎn)裝備光刻瓶頸不大，也有特色專用裝備和Si基裝備基礎(chǔ)，有機(jī)會(huì)抓住時(shí)代機(jī)遇。

》》裝備將對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起核心支撐作用? ?國(guó)產(chǎn)裝備全面起步

國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已形成基本完整的從裝備、材料、器件到應(yīng)用的全生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，國(guó)產(chǎn)裝備全面起步。在向大尺寸、低成本、高良率的持續(xù)發(fā)展中，產(chǎn)業(yè)有望從“跟跑”走向“并跑”、“領(lǐng)跑”，裝備將起到核心支撐作用。

從典型裝備產(chǎn)品發(fā)展來(lái)看，SiC外延環(huán)節(jié)，呈現(xiàn)出水平、垂直、單片、多片互為競(jìng)爭(zhēng)，國(guó)產(chǎn)裝備起步。SiC高溫離子注入機(jī)方面，國(guó)產(chǎn)裝備逐步占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主流，呈現(xiàn)出細(xì)分工藝機(jī)臺(tái)，提高產(chǎn)能和產(chǎn)線運(yùn)行效率的發(fā)展趨勢(shì)。SiC高溫激活退火爐方面，國(guó)產(chǎn)裝備趨于成熟，正加大市場(chǎng)滲透。SiC高溫氧化爐方面，國(guó)產(chǎn)裝備受MOSFET成熟度、高溫爐管等影響推進(jìn)相對(duì)緩慢。

對(duì)于SiC裝備產(chǎn)業(yè)布局，鞏小亮表示，中電科48所在國(guó)內(nèi)率先開發(fā)出碳化硅器件制造關(guān)鍵裝備并逐步成熟，國(guó)內(nèi)唯一全覆蓋并成套應(yīng)用，6英寸機(jī)型國(guó)內(nèi)批產(chǎn)應(yīng)用+訂單逾160臺(tái)套，支撐SiC器件生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模快速上量。依托國(guó)家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（湖南）平臺(tái)，打造原創(chuàng)技術(shù)策源地，成為第三代半導(dǎo)體成套裝備全國(guó)產(chǎn)化解決方案首選供應(yīng)商。48所將努力推動(dòng)國(guó)產(chǎn)裝備技術(shù)水平和應(yīng)用規(guī)模從“跟跑”走向“并跑”并爭(zhēng)取局部“領(lǐng)跑。

報(bào)告同時(shí)指出，SiC作為功率芯片定位，對(duì)線寬和集成度的要求低于大規(guī)模集成電路，是國(guó)產(chǎn)裝備規(guī)?；瘧?yīng)用從泛半導(dǎo)體走向高端的極佳發(fā)展平臺(tái)。中國(guó)電科48所重點(diǎn)圍繞SiC全鏈條開展核心裝備開發(fā)、迭代與應(yīng)用，以SiC外延、高溫高能離子注入、高溫氧化/激活為代表的系列設(shè)備實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用，并將形成6-8英寸兼容解決方案；化合物特性和工藝的快速變革式發(fā)展和大批量應(yīng)用要求裝備在研發(fā)、驗(yàn)證及規(guī)模化應(yīng)用中必須加強(qiáng)工藝協(xié)同，以快速推進(jìn)持續(xù)創(chuàng)新和迭代升級(jí)，同時(shí)積極布局原始創(chuàng)新和正向設(shè)計(jì)；行業(yè)關(guān)注度已下沉至原材料、零部件、測(cè)試儀器、工業(yè)軟件等更為基礎(chǔ)的領(lǐng)域，需要積極構(gòu)建強(qiáng)大而健康的生態(tài)鏈協(xié)同發(fā)展。

編輯：黃飛

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