​日本新创公司FOX突破氧化镓量产瓶颈,瞄准2028年6英寸晶圆量产

发布时间 | 2024-10-18 17:44 分类 | 技术前沿 点击量 | 789
碳化硅
导读:目标是以比SiC更低的成本生产低缺陷β-Ga2O3衬底

2024年10月17日,东北大学宣布成立FOX公司,这是一家以低成本大规模生产β-氧化镓(β-Ga2O3)晶片为目标的新创公司。FOX采用了该大学和大学新创公司C&A联合开发的无贵金属单晶生长技术,旨在以比SiC更低的成本生产出低缺陷程度与硅相当的β-Ga2O3衬底。


用OCCC方法生产的β-Ga2O3晶体(资料来源:东北大学)

碳化硅和氮化镓(GaN)相比,β-Ga2O3具有更宽的带隙和更低的能量损耗,因此有望成为下一代功率半导体材料。此外,与硅一样,β-Ga2O3也可以从原材料熔体中熔融生长,因此可一次生产出大量高质量单晶。这种生长速度比SiC快10-100倍,理论上可以低成本、低缺陷地生产单晶衬底。

然而,在传统的晶体生长方法中,盛放高熔点氧化物熔液的坩埚使用了贵金属铱(2024年8月行情约为26,000日元/克),并且需要定期进行重铸。因此,铱相关的成本占了包括半导体前段工艺中的一部分薄膜制造成本的60%以上,这使得降低β-Ga2O3器件制造成本变得困难。目前,β-Ga2O3衬底比SiC更昂贵,β-Ga2O3的普及并未取得进展。此次成立的初创企业FOX正是为了应对这一挑战而成立的。

可与硅媲美的低缺陷晶片,生产成本低于碳化硅

FOX采用OCCC(冷容器氧化物晶体生长)方法,无需使用贵金属坩埚,即可生产出β-Ga2O3块状单晶,其低缺陷程度可与硅媲美。其目的是开发一种实用技术,以比碳化硅更低的成本生产出缺陷率低、可与硅媲美的β-Ga2O3晶锭/衬底。

OCCC法示意图(来源:东北大学)

OCCC方法是由东北大学材料研究所的吉川明教授、该校未来科学技术联合研究中心的镰田启副教授和C&A的研究小组共同开发的技术。2022年4月,该技术的开发和β-Ga2O3块状单晶体的成功生产的消息被公布。

2028年建立6英寸量产技术,目标2033年IPO

东北大学表示:“通过该技术在氧化镓的价格和质量问题上取得突破,助力氧化镓下一代功率半导体的社会应用,目标是将2030年预计仅为470亿日元(根据富士经济预测)的氧化镓市场大幅扩展。” 初期阶段将集中于使用OCCC法开发半导体级大尺寸化技术,加速技术开发,力争在2028年内确立6英寸晶圆的量产技术。此后,他们将进一步扩建量产工厂,推进6英寸晶圆的验证,计划在2033年之前进行IPO(首次公开募股)。

 

粉体圈Coco编译

作者:Coco

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