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科技專案成果

優化半導體產業鏈 搶占市場決勝點
發佈日期:2018-10-26
單位:國家中山科學研究院
案例年度:2017
簡介:
碳化矽生長過程中,面臨多晶抑制單晶成長,且4吋到6吋之面積與體積擴大一倍,材料間熱膨脹係數匹配及熱應力殘留,易造成晶體缺陷等問題,在經濟部技術處科技專案支持下,中科院成功開發4吋擴晶至6吋碳化矽長晶關鍵技術,並掌握6吋晶種製作技術,力克技術困難點。

特色:

中科院掌握碳化矽單晶生長關鍵技術
 

2~6吋SiC晶球與晶圓

▲ 2~6吋SiC晶球與晶圓
 

成功克服製作困難點 率先掌握關鍵技術
 

碳化矽(SiC)晶圓為第三代半導體關鍵材料,面臨全球能源的嚴峻挑戰,支撐節能、綠能、低碳、智慧社會的永續發展,在5G、綠能、光電、汽車等產業趨勢帶動之下行情大好。目前國內業者全力投入4吋碳化矽晶體量產開發,此外每單位6吋晶圓面積製作元件成本為4吋晶圓的三分之二,具相對優勢,預估2020年起6吋晶圓將成為市場主流。若能同時發展4吋與6吋碳化矽單晶晶體成長及晶圓檢測技術,可改善現有半導體產業缺少上游關鍵材料碳化矽基板的問題,減少採購國外基板的機會,有效降低成本。
 

然而,碳化矽生長過程中,面臨多晶抑制單晶成長,且4吋到6吋之面積與體積擴大一倍,材料間熱膨脹係數匹配及熱應力殘留,易造成晶體缺陷等問題。對準產業需求,在經濟部技術處科技專案支持下,中科院成功開發4吋擴晶至6吋碳化矽長晶關鍵技術,並掌握6吋晶種製作技術,力克技術困難點。
 

建置產業鏈及推動平臺 技術深根自主化
 

現階段產業落實推動成果如下:
 

  1. 推動碳化矽長晶研發平台,促成我國廠商投資碳化矽長晶試製設備與加工生產線,投資金額達新臺幣1億元以上。另推動碳化矽設備研發平台,技術移轉國內設備廠商,促其投入長晶與原料設備開發,提升自製設備,掌握晶體成長關鍵製程控調技術。
     
  2. 輔導業者4吋與6吋試製量產,解決上游關鍵材料缺口。
     
  3. 促成國內廠商通過A+企業創新研發淬鍊計畫,可望建構我國完整通訊高頻高功率產業鏈,搶占全球新臺幣450億元GaN/RF元件市場。
     

透過本技術,成功落實我國產業關鍵技術深耕與自主化,健全產業鏈上、下游,可望拉抬晶體周邊產業,如設備、製程、加工及材料等,並協助廠商快速進入市場,引領產業搶占國際市場決勝點。
 


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