深圳平湖實驗室使用國產的全自動化激光剝離系統(tǒng),對激光剝離的機理進行深入研究、系統(tǒng)優(yōu)化激光剝離工藝參數,2025年6月實現SiC激光剝離的單片總損耗≤75μm,單片成本降低約26%,達到國際先進水平,已完成三批次的小批量驗證,良率100%。
這是一項令人振奮的技術突破!核心性能指標達到國際先進水平,在關鍵技術及設備上實現了自主可控,保障了供應鏈安全,降低了對外依賴風險,工藝成熟可靠,可快速實現產業(yè)化。
SiC材料及器件具有高溫、高頻、高耐壓、高功率、抗輻射等優(yōu)異性能,在新能源汽車、光伏新能源、軌道交通和智能電網等領域具有巨大的應用前景。
當前SiC大規(guī)?;瘧玫倪M展不如預期,主要原因在于SiC的成本還是相對較高,從SiC器件的成本模型可以發(fā)現,SiC襯底占比最高,達50%,是規(guī)模化應用最關鍵一環(huán)。因此SiC襯底降本、提質是促進SiC大規(guī)模應用的關鍵路徑之一。打開SiC襯底的成本來看,SiC材料占比高達70%,而且接近一半是在切割中損耗掉了,所以降低SiC材料的切割損耗,又是降低SiC襯底成本的關鍵路徑。
SiC單晶材料的高硬度、極高脆性、高化學穩(wěn)定性等特性導致其極難加工,行業(yè)主流采用多線切割技術進行SiC襯底的切割加工,單片總材料損耗在280-300 μm,而6inch的SiC襯底成品厚度在350um左右,相當于材料損耗率在46%左右。深圳平湖實驗室聚焦SiC激光剝離新技術的研究與開發(fā),旨在大幅降低碳化硅襯底的切割損耗,從而降低碳化硅襯底的成本,促進大尺寸SiC襯底規(guī)?;a業(yè)應用。
深圳平湖實驗室新技術研究部使用國產的全自動化激光剝離系統(tǒng),在2024年12月,實現了激光剝離單片總損耗≤120μm,單片切割時間30min,達到國內領先水平。通過進一步進行激光剝離的機理研究和優(yōu)化激光剝離的工藝參數,2025年6月實現激光剝離的單片總損耗≤75μm,單片切割時間20min,單片成本降低約26%,達到國際先進水平,同時最佳工藝條件完成了3批次小批量驗證,良率100%。
激光剝離襯底加工后面型數據:激光剝離襯底的面型數據整體優(yōu)于行業(yè)水平;
外延驗證: 激光剝離SiC襯底與baseline襯底在有效利用面積、均勻性、缺陷密度、表面粗糙度等參數上整體相當,甚至還略優(yōu)。 參考文獻: 1)New laser slicing technology named KABRA process enables high speed and high efficiency SiC slicing; 2)Cold Split Kerf-Free Wafering Results for Doped 4H-SiC Boules; 內容整理自 深圳平湖實驗室新技術研究部研究成果 (來源:深圳平湖實驗室)