碳化硅(SiC)晶圆相比传统硅(Si)晶圆在高压、高频、高温等场景下优势明显。对电动汽车而言,SiC逆变器的效率提升和轻量化可以显著缩短充电时间并且延长续航里程;对5G基站来说,高频信号传输有赖于SiC射频器件的支撑……近年来,众多碳化硅晶圆生产建设项目纷纷上马,成本问题虽已缓解却仍嫌不足,最大痛点就是研磨抛光难题。
云岭半导体相关领导与万里行项目组
碳化硅莫氏硬度高达9.5,硅溶胶抛光它显然是力不从心,因此碳化硅衬底抛光液的磨粒以氧化铝为主。无锡云岭半导体有限公司(云岭半导体)在2023年五月正式成立,公司致力为以碳化硅为代表,包括蓝宝石、氮化镓、铌酸锂等半导体材料提供兼顾高效、高质量的精密抛光解决方案。近日,中国粉体工业万里行项目组来到云岭半导体总部,不仅了解到碳化硅衬底抛光液的制备技术,还有幸参观了生产车间。以下就对此行收获做些分享:
自主研发
为了保障材料纯度、粒径分布、形貌等性能稳定,云岭半导体选择与当年美国FERRO自主生产氧化铝一样的发展路径,独立自主开发制备氧化铝,也由此打造出全国首个氧化铝净化车间——从改性到干燥,从烧结到粉碎,从配料到测试,各个产线和相关装备有序安置。我们不能也不便在此复述全部工艺流程,但可以介绍一些细节:比如煅烧阶段,粉体在坩埚的高度和装填质量都受到严格限定,避免性能不均匀;比如在气流和砂磨粉碎以及分级和改性等粉体精细加工全流程中,同批次样品的粒径检测就有40多次;还是同批次样品,最终制成抛光液还会经过多道应用测试,检测室中的抛光机不知疲倦地验证和记录。最终,在一尘不染的净化车间中制备出的氧化铝磨粒已经完全脱离工业原料属性,其他常见批量化生产的氧化铝原粉与其相比,就像花露水遇上了香奈儿。
产品及应用
除了碳化硅衬底抛光液,云岭半导体基于自身的氧化铝粉体技术,精细磨粒制备和检测装备,抛光液配方,以及前后端全流程验证体系,为不同材料和应用推出多种解决方案。比如,用于半导体陶瓷领域的氧化铝抛光液可做到Ra<10nm;比如用于精密光学的180nm氧化铝抛光液已经取代昭和电工V2104和V2504,在达到客户要求的光洁度基础上,时间比稀土抛光液节省一半;还比如用于红外晶体的300nm氧化铝抛光液取代环球的0.3CR氧化铝抛光粉。另外还与国内硅溶胶企业合作研发的硅片抛光液,目前已在8寸反抛硅片上小批量用氧化硅粗抛液和精抛……
小结
2024年8月,无锡知名投资机构“锡创投”完成对云岭半导体的首轮融资,这是资本的态度,也是产业的风向。本次拜访万里行项目组更感受到云岭半导体领导队伍的热情、积极和专业,我们不仅期待抛光液项目进展顺利,更重要的意义还在于,云岭半导体的技术路径彰显了国内企业在高端材料产业链中从被动跟随到自主创新的转变,为破解“卡脖子”瓶颈提供了可复制的技术范式。
粉体工业万里行
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