炭化ケイ素（SiC）は、国防の重要技術であるだけでなく、世界の自動車産業やエネルギー産業にとっても極めて重要な材料です。SiC単結晶製造における最初の重要な工程であるウェハのスライスは、その後の薄化と研磨の品質を直接左右します。従来のスライス方法では、表面および表面下のクラックが発生することが多く、ウェハの破損率と製造コストが増加します。そのため、表面クラックによる損傷を制御することは、SiCデバイス製造の進歩にとって不可欠です。
現在、SiC インゴットのスライスには 2 つの大きな課題があります。
- 従来のマルチワイヤソーイングにおける高い材料損失：SiCは極めて硬く脆いため、切断、研削、研磨の過程で反りや割れが発生しやすくなります。インフィニオンのデータによると、従来の往復式ダイヤモンド・レジンボンド・マルチワイヤソーイングでは、切断時の材料利用率はわずか50%にとどまり、研磨後のウェーハ1枚あたりの損失は約250μmに達し、使用可能な材料はごくわずかです。
- 効率が低く、生産サイクルが長い：国際的な生産統計によると、24時間連続マルチワイヤソーイングによる10,000枚のウェーハ生産には約273日かかります。この方法は、大規模な設備と消耗品を必要とするだけでなく、表面粗度が高く、汚染物質（粉塵、廃水）も発生します。
これらの課題に対処するため、南京大学の徐向前教授率いるチームは、超高速レーザー技術を活用したSiC用高精度レーザースライス装置を開発しました。この技術は、欠陥を最小限に抑え、生産性を向上させます。20mmのSiCインゴットの場合、この技術は従来のワイヤーソーイングと比較してウェハの歩留まりを2倍に向上させます。さらに、レーザースライスされたウェハは優れた形状均一性を示し、ウェハ1枚あたり200μmまで厚さを薄くすることができ、生産性をさらに向上させます。
主な利点：
- 4～6インチの半絶縁性SiCウェハおよび6インチの導電性SiCインゴットのスライスが検証された大規模プロトタイプ装置の研究開発を完了しました。
- 8インチインゴットスライスは検証中です。
- スライス時間が大幅に短縮され、年間生産量が増加し、歩留まりが 50% 以上向上します。
XKHの4H-N型SiC基板
市場ポテンシャル：
この装置は、現在高コストで輸出制限のある日本製の輸入品が主流となっている8インチSiCインゴットスライスのコアソリューションとなる可能性を秘めています。レーザースライス／シンニング装置の中国国内需要は1,000台を超えていますが、中国製で成熟した代替品は存在しません。南京大学の技術は、莫大な市場価値と経済的可能性を秘めています。
マルチマテリアル互換性：
この装置は、SiC以外にも、窒化ガリウム（GaN）、酸化アルミニウム（Al₂O₃）、ダイヤモンドのレーザー加工にも対応しており、産業用途が広がります。
このイノベーションは、SiC ウェーハ処理に革命を起こすことで、高性能でエネルギー効率の高い材料を求める世界的なトレンドに沿って、半導体製造における重大なボトルネックを解決します。
結論
XKHは、シリコンカーバイド（SiC）基板製造の業界リーダーとして、新エネルギー車（NEV）、太陽光発電（PV）エネルギー貯蔵、5G通信などの高成長分野向けにカスタマイズされた2～12インチフルサイズSiC基板（4H-N / SEMIタイプ、4H / 6H / 3Cタイプを含む）の提供を専門としています。大面積ウェーハ低損失スライス技術と高精度加工技術を活用し、8インチ基板の量産と12インチ導電性SiC結晶成長技術のブレークスルーを実現し、チップ単価を大幅に削減しました。今後も、インゴットレベルのレーザースライスとインテリジェントな応力制御プロセスを最適化し、12インチ基板の歩留まりを世界的に競争力のあるレベルまで引き上げ、国内のSiC産業が国際的な独占を打ち破り、自動車グレードのチップやAIサーバー電源などのハイエンド分野でのスケーラブルなアプリケーションを加速できるようにしていきます。
XKHの4H-N型SiC基板
投稿日時: 2025年8月15日