【中电科二所取得碳化硅激光剥离设备国产化突破性进展】激光垂直改质剥离设备被誉为“第三代半导体中的光刻机”。其创新性地利用光学非线性效应，使激光穿透晶体，在晶体内部发生一系列物理化学反应，最终实现晶片的剥离。这种激光剥离几乎能避免常规的多线切割技术导致的材料损耗，从而在等量原料的情况下提升SiC衬底产量。此外，激光剥离技术还可应用于器件晶圆的减薄过程，实现被剥离晶片的二次利用。据介绍，SiC半导体材料具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率、化学性能稳定等优点，对电动汽车、高压输变电、轨道交通、通讯基站、卫星通讯、国防军工等领域的发展有重要意义。但是，因SiC材料硬度与金刚石相近，现有的加工工艺切割速度慢、晶体与切割线损耗大，成本较高，导致材料价格高昂，限制了SiC半导体器件的广泛应用。几年前，该项目作为第三代半导体技术创新的重点项目重点攻关，聚焦第三代半导体关键核心技术和重大应用方向，中电科二所以解决SiC衬底加工效率这一产业突出难题为目标，将SiC激光剥离设备列为重点研发装备，借此实现激光剥离设备国产化，力争使其具备第三代半导体核心装备研发、产业化和整线装备解决方案的能力。近日中电科二所传来好消息，在SiC激光剥离设备研制方面，取得了突破性进展。“目前，科研团队已掌握激光剥离技术原理与工艺基础，并利用自主搭建的实验测试平台，结合特殊光学设计、光束整形、多因素耦合剥离等核心技术，实现了小尺寸SiC（碳化硅）单晶片的激光剥离。”该项目的正式启动体现了中电科二所在SiC半导体材料、激光精密加工、光学系统设计搭建、半导体制造设备研制等方面的科研实力。目前，这一研发项目已通过专家论证，正式立项启动，下一步将依托国家第三代半导体技术创新中心，汇聚科研优势力量，聚焦激光剥离技术的实用化与工程化，积极推进工艺与设备的协同创新，研发快速生产化、全自动化、低能耗化的激光剥离设备。
【日本试制出碳化硅和氮化镓合体的功率半导体】
近日，日本产业技术综合研究所（简称产综研）成功试制了把受到关注的新一代功率半导体材料碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）合为一体的半导体。要实现电子产品和纯电动汽车（EV）的节能化，用于电力转换的功率半导体是必不可少的。通过结合两种特性不同的材料，兼顾较高的转换效率和可靠性。
碳化硅和氮化镓用于功率半导体的基板。与采用硅的通常的功率半导体相比，电力的转换效率更高。碳化硅的可靠性更为卓越，应用于铁路车辆和纯电动汽车，而氮化镓的运行效率高，应用于智能手机的快速充电器。例如，美国特斯拉的部分主力纯电动汽车的逆变器上应用了碳化硅半导体。
产综研在碳化硅基板上制造二极管和氮化镓的晶体管，开发出了兼具两方面优点的半导体。在位于茨城县筑波市的研究基地“TIA”，成功进行了采用直径100毫米基板的功率半导体的试制和试运行。
该半导体支持的电流在试制阶段约为20毫安，今后将为了实用化而开发支持10安培以上电流的功率半导体。未来力争应用于小型纯电动汽车搭载的逆变器、以及光伏太阳能发电设备的电源调节器（电力转换装置）。
围绕新一代功率半导体，旨在引进氧化镓和钻石等其他新材料的研究开发也在推进。不过，这些材料的全面普及被认为需要较长时间。产综研的先进功率电子研究中心功率器件团队的研发负责人原田信介表示，“通过（现有的碳化硅和氮化镓的）组合，能使技术无缝衔接”。
文章转载自：太原网、日经媒体
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