SiC新技術：成本降70%，工時降低90%

襯底是碳化硅半導體產業(yè)的瓶頸環(huán)節(jié)，除了長晶慢（7天）、晶體厚度低（30mm左右）、直徑?。ā?吋）、成本高等問題外，碳化硅晶體加工也存在2大挑戰(zhàn)：材料損耗、耗時。

碳化硅晶體加工包括：晶錠滾圓、切割、研磨、拋光等，由于碳化硅太硬，晶體加工各個環(huán)節(jié)都存在挑戰(zhàn)。以晶錠滾圓為例，通常需要包含以下步驟：

- 用X射線確定晶向

- 外徑研磨

- 去除籽晶面

- 去除圓頂面

據美國設備企業(yè)Hardinge全球銷售總監(jiān)Jeff Gum介紹，晶錠滾圓這個步驟需要多臺設備，整體加工過程通常需要24-36個小時。

為此，亟需通過創(chuàng)新的設備來解決碳化硅晶錠加工設備投資、加工時間和成本問題。GTAT前CEO Greg Knight的新公司Hardinge提供了新的思路。

近日，Hardinge展示了新的碳化硅晶錠加工設備BoulePro-200AX，通過新增的單步雙面補償（SSDC）功能，簡化了碳化硅晶錠滾圓等加工制造工藝。

目前，Hardinge公司正在進行擴展計劃，以應對產量的增加。2023年他們將進行設備演示，年底前機器將在客戶端投入使用。

據Hardinge介紹，他們在2022年12月推出的BoulePro設備，使用自動化的單一設置解決方案，可以將現有的碳化硅晶錠加工工藝縮短到2-3小時。該公司估計，如果考慮到勞動力、設備占地面積、廢品、產能效率和消耗品，其設備可將碳化硅晶錠加工的總成本減少近70%。

該設備有多個優(yōu)勢：

首先，由于內置X射線衍射（XRD）機，該公司新的BoulePro-200AX設備具有精確的準確性，由于各種參數控制得非常嚴格，該機器的晶向角度校正比目前的手工設備要精確100倍，因此可以滿足并超越SiC客戶的期望和要求。

其次，在一個典型的生產設施中，需要幾臺支持不同工藝步驟的設備進行SiC晶錠滾圓，然后再將其切成晶圓。這些設備不僅占用了工廠內的大量空間，而且這些工藝是手工操作，勞動密集型。Hardinge的BoulePro-200AX具有集成的XRD工具和5軸能力，使其能夠在一臺全自動化的機器上操作、X射線、研磨和/或切斷零件，達到客戶所需的規(guī)格，可將設備占地面積可以大大減少，大大加快SiC晶錠的生產效率。

再次，該機器能夠處理目前所有相關尺寸的碳化硅晶錠，包括100毫米、150毫米和200毫米材料。

據該公司測算，采用BoulePro-200AX具備以下優(yōu)勢：

● 一臺機床就能在完全自動化的過程中完成所有必要的步驟，只需兩到三個小時

● 先進的自動化程度提高了工藝的可重復性

● 勞動力成本減少85%

● 設備占地面積減少80%

● 與現有標準相比，總成本（資本支出、運營支出、耗材）減少近70%