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應用材料公司新技術助力一流碳化矽晶片製造商
加速升級至200毫米晶圓並提高晶片效能和功率效率

新聞聯絡人:台灣應用材料 譚鳳珠
聯絡電話:03-579-3958
email:pearl_tan@amat.com
發稿日期:民國 110年9月9日
本新聞稿譯自總公司發布的新聞稿

 

  • 作為世界最佳電動車動力系統的關鍵—碳化矽晶片正在升級為更大型的200毫米晶圓,以提高產量滿足全球不斷成長的需求
  • 新的200毫米化學機械平坦化(CMP)系統,可精確移除晶圓上的碳化矽材料,最大化晶片效能、可靠性和產能
  • 新的碳化矽晶片「熱植入」技術,可在對晶格結構破壞最小的情況下注入離子,進而最大化發電量和元件產能

應用材料公司推出新產品,協助全球領先的碳化矽 (SiC) 晶片製造商,從150毫米晶圓製造升級為200毫米製造,增加每片晶圓裸晶 (die) 約一倍的產量,滿足全球對優質電動車動力系統日益增加的需求。

由於SiC功率半導體可以高效地將電池功率轉化為扭力,並提高電動車的性能和續航能力,因此市場需求極高。和矽比較,SiC本身較為堅硬,其原生缺陷可能會導致電氣性能、功率效率、可靠性和產能下降,所以,需要更先進的材料工程技術來優化裸晶圓的生產,並建構對晶格損害最小的電路。

應用材料公司副總裁暨ICAPS (物聯網、通訊、汽車、電源和感測器) 事業處總經理桑德‧瑞馬摩西 (Sundar Ramamurthy) 表示:「為推動電腦革命,晶片製造商轉向更大型的晶圓尺寸,來大幅增加晶片產量,以滿足不斷膨脹的全球需求。如今,受益於應用材料公司在工業規模上先進的材料工程專業知識,我們又將進入另一場革命的先期階段。」

科銳 (Cree) 公司總裁暨執行長Gregg Lowe指出:「交通產業電動化呈現不斷上升的趨勢,我們也正透過Wolfspeed技術,引領全球從矽轉換到碳化矽,加速推動此一歷史轉捩點。在更大型的200毫米晶圓上提供最高效能的碳化矽功率元件後,我們不僅能提高終端客戶的價值,還能滿足不斷成長的需求。」

Lowe補充道:「應用材料公司支援並加快 Albany 200毫米的製程檢定,以及我們Mohawk Valley晶圓廠的多項設備安裝,加速了這項轉型。此外,應用材料公司ICAPS團隊所開發的各種新技術,如熱植入 (hot implant) 等,也擴大加深了彼此的技術合作,同時協助我們在功率技術上的發展。」

新的200毫米SiC 化學機械平坦化(CMP)系統

SiC晶圓的表面品質對SiC元件的製造至關重要,因為晶圓表面的任何缺陷都會移轉到後續的系統層中。為了生產表面品質最佳的均勻晶圓,應用材料公司開發了Mirra® Durum™ CMP系統,該系統可以將拋光、材料移除的測量、清洗和乾燥整合在同一個系統中。與機械輪磨 (grinding) 的SiC晶圓相比,應用材料公司的新系統可將成品晶圓的表面粗糙度降低50倍,與批次CMP加工系統相較,粗糙度則降低3倍。

【圖說一】為協助碳化矽晶片產業升級至更大型的200毫米晶圓,應用材料公司推出了Mirra® Durum™ CMP系統,將拋光、材料移除的測量、清洗和乾燥整合在一個系統中,生產出具有最高表面品質的均勻SiC晶圓。

熱植入提高SiC晶片的效能和功率效率

製造SiC晶片時,會透過離子植入法將摻質 (dopant) 放置於材料中,協助實現和引導高功率生產電路中的電流流動。但SiC材料的密度和硬度同時也會面臨以下極大的製程挑戰:摻質的注入、準確置放和啟動,以及最大限度減少對晶格的破壞,以避免降低效能和功率效率。應用材料公司150毫米和200毫米SiC晶圓的新型VIISta® 900 3D熱離子植入系統,可以解決這些挑戰。因熱植入技術在注入離子時對晶格結構的破壞最小,與常溫植入相比,電阻率降低了40倍以上。

【圖說二】應用材料公司新的VIISta® 900 3D 熱離子植入系統,將離子注入並擴散到200毫米和150毫米晶圓的碳化矽晶片中,與常溫植入相比,電阻率降低了40倍以上。

應用材料公司的ICAPS (物聯網、通訊、汽車、電源和感測器) 事業處正在為SiC功率晶片市場開發更多產品,包括物理氣相沉積、化學氣相沉積、蝕刻和製程控制。更多有關應用材料公司如何促進SiC和其他特殊半導體技術進步的細節,歡迎參閱《2021年ICAPS和封裝大師課程》。

應用材料公司(那斯達克代號: AMAT)是提供材料工程解決方案的領導者,我們的設備用來製造幾近世界上每顆新式晶片與先進顯示器。我們以工業規模在原子層級進行材料改質的專業,協助客戶將可能轉化成真。在應用材料公司,我們運用創新,實現更美好的未來。欲瞭解更多訊息,請至www.appliedmaterials.com

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September 09, 2021