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“目前，科研團(tuán)隊已掌握激光剝離技術(shù)原理與工藝基礎(chǔ)，并利用自主搭建的實驗測試平臺，結(jié)合特殊光學(xué)設(shè)計、光束整形、多因素耦合剝離等核心技術(shù)，實現(xiàn)了小尺寸SiC（碳化硅）單晶片的激光剝離。”中國電子科技集團(tuán)第二研究所（以下簡稱“中電科二所”）近日傳來好消息，在SiC激光剝離設(shè)備研制方面，取得了突破性進(jìn)展。
作為第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新的重點項目，該項目的正式啟動體現(xiàn)了中電科二所在SiC半導(dǎo)體材料、激光精密加工、光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計搭建、半導(dǎo)體制造設(shè)備研制等方面的科研實力。據(jù)介紹，SiC半導(dǎo)體材料具有高熱導(dǎo)率、高擊穿場強(qiáng)、高飽和電子漂移速率、化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點，對電動汽車、高壓輸變電、軌道交通、通訊基站、衛(wèi)星通訊、國防軍工等領(lǐng)域的發(fā)展有重要意義。但是，因SiC材料硬度與金剛石相近，現(xiàn)有的加工工藝切割速度慢、晶體與切割線損耗大，成本較高，導(dǎo)致材料價格高昂，限制了SiC半導(dǎo)體器件的廣泛應(yīng)用。
激光垂直改質(zhì)剝離設(shè)備被譽(yù)為“第三代半導(dǎo)體中的光刻機(jī)”，其創(chuàng)新性地利用光學(xué)非線性效應(yīng)，使激光穿透晶體，在晶體內(nèi)部發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，最終實現(xiàn)晶片的剝離。這種激光剝離幾乎能避免常規(guī)的多線切割技術(shù)導(dǎo)致的材料損耗，從而在等量原料的情況下提升SiC襯底產(chǎn)量。此外，激光剝離技術(shù)還可應(yīng)用于器件晶圓的減薄過程，實現(xiàn)被剝離晶片的二次利用。
聚焦第三代半導(dǎo)體關(guān)鍵核心技術(shù)和重大應(yīng)用方向，中電科二所以解決SiC襯底加工效率這一產(chǎn)業(yè)突出難題為目標(biāo)，將SiC激光剝離設(shè)備列為重點研發(fā)裝備，借此實現(xiàn)激光剝離設(shè)備國產(chǎn)化，力爭使其具備第三代半導(dǎo)體核心裝備研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化和整線裝備解決方案的能力。目前，這一研發(fā)項目已通過專家論證，正式立項啟動，下一步將依托國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心，匯聚科研優(yōu)勢力量，聚焦激光剝離技術(shù)的實用化與工程化，積極推進(jìn)工藝與設(shè)備的協(xié)同創(chuàng)新，研發(fā)快速生產(chǎn)化、全自動化、低能耗化的激光剝離設(shè)備。（太原日報 記者  郜蓉）