国内首台 8 英寸碳化硅激光退火设备！华卓精科凭何突破？

国内首台 8 英寸碳化硅激光退火设备！华卓精科凭何突破？

在半导体制造领域，激光退火设备是关键工序之一，其性能直接影响产品品质。目前，这一领域长期被国外企业垄断，但随着华卓精科成功研发国内首台8英寸碳化硅激光退火设备，这一局面正在被打破。

激光退火设备：原理与分类

激光退火设备在半导体制造中极为关键，是用高能激光束对晶圆自动化退火的设备。半导体器件制造中，离子注入使硅晶圆掺杂，但杂质离子致晶格损伤，需加热修复晶格并激活其电活性，此即退火核心。其原理是将特定激光束斑投于晶圆，由运动台承载扫描，晶圆吸能变热能而局部升温，让杂质原子扩散至晶格替代位激活，再经快速冷却使原子重排完成退火。

该设备含光学、片台等主要模块，可细分毫秒级、纳秒级、高频调 Q 开关脉冲激光退火等类型，按应用环境分功率激光退火设备（用于功率半导体生产）和 IC 前道激光退火设备（用于 40nm 及以下制程芯片制造）。

激光退火设备市场：现状与趋势

此市场受功率器件与先进制程芯片市场推动，预计规模将扩至两百亿左右，功率激光退火机占比超半，IC 前端激光退火机增速快。当前全球前五企业占比达 8 成，集中度高，高端市场多被国外企业垄断。

在应用领域，激光退火市场不断拓展，功率器件领域应用渐广，如 SiC 器件常用激光退火。IC 前道制造中，它是毫秒级快速退火主流技术。中国是最大 IGBT 市场，激光退火设备有较大进口替代空间，国内先从功率器件激光退火设备突破，设备制造突破后核心部件自研成企业竞争关键。

华卓精科：国产突破与创新优势

在国内激光退火设备的发展进程中，华卓精科无疑是一颗耀眼的明星。据悉，华卓精科发布了国内首台 8 英寸碳化硅激光退火设备，并且顺利通过中国台湾某客户验证，已开展交付工作，这一里程碑式的成果标志着国产 8 英寸碳化硅关键设备工艺成功实现自主化，使我国深入迈进高端设备制造领域的国际前沿。

在碳化硅高压功率芯片制造工序里，用于背面金属工艺的激光退火工序堪称关键环节，其直接关乎 SiC 芯片应用的可靠性和稳定性。以往，该领域高端设备市场被国外巨头牢牢把控，因此加速这一工艺核心技术的自研，达成自主可控显得尤为紧迫。华卓精科历经多年研发攻坚，推出的国内首台 8 英寸碳化硅激光退火设备，在一定程度上打破了国外技术垄断，实现了国产化替代，且在同类产品中处于先进水平。当下，华卓精科已将 8 英寸碳化硅激光退火设备交付至国内头部 Fab，该客户将借助此设备完善 8 英寸碳化硅芯片工艺平台布局，以实现产能规模的落地生根。与此同时，华卓精科充分发挥自主研发和技术领先优势，为客户提供高效、全方位、智能化的 8 英寸碳化硅激光退火解决方案，全力保障高质量交付。不仅如此，华卓精科还与该客户缔结战略合作伙伴关系，双方将在碳化硅晶圆制备领域各展所长，携手攻克 8 英寸碳化硅晶圆领域的加工难题，尽早打通规模量产的关键脉络，助力碳化硅产业迈向更辉煌的发展阶段。

值得一提的是，截至当前，全球已有 31 家企业正在或计划推进 8 英寸 SiC 晶圆产线建设。众多厂商透露，今明两年 8 英寸碳化硅衬底产能可能会全面铺开，这不仅会大幅提前 6&8 英寸的转换时机，而且 8 英寸 SiC 的出货速度和质量将成为竞争的关键要素。对此，华卓精科也持有相同观点，认为市场对 8 英寸 SiC 的需求呼声日益高涨，随着 SiC 衬底产能逐步释放，不少 8 英寸 SiC 晶圆线有望提前投产。然而，新能源汽车、数据中心等应用领域对器件质量要求极为严苛，用于 SiC 功率器件制造的退火工艺等设备必须更新升级，以契合 8 英寸 SiC 芯片的合规量产需求。

华卓精科在碳化硅功率器件制备难题上展现出卓越的破局能力，其研发的 UP - SCLA02 激光退火设备具备六大显著优势。其一，兼容 6/8 英寸碳化硅晶圆退火加工，这为器件厂商在 8 英寸产能释放时提供了极大便利，可直接过渡到激光退火工艺进行欧姆接触加工，避免了额外设备的投入与消耗。其二，提供紫外/绿光双波长激光可选配置。由于对 SiC 晶圆进行激光照射时，不同紫外/绿光激光及波长会对穿透深度、金属膜吸收率产生影响，因此用户可依据衬底厚薄、加工条件等因素科学选择相应激光类型进行加工。其三，工艺腔室氧含量控制<10ppm。该设备能够严格把控腔体含氧量，有效减少表面晶圆退火时的碳析出量和分布，显著改善碳团簇问题。其四，精确可靠处理超薄、大翘曲、键合晶圆。通过对晶圆表面及背面的精准定位，华卓精科的激光退火设备能够精细化、智能化地控制加热区域及步骤，有力确保了晶圆良率。其五，可实现低热预算、低比接触电阻率。华卓精科自主研发的激光退火工艺技术能够精准控制热量输出，并大幅降低接触电阻，实现优质的欧姆接触。其六，平台化设计，易于拓展至其它退火工艺。

研究表明，激光退火不仅可应用于碳化硅器件背面工艺的欧姆接触，还可用于表面工艺的热处理环节，实现激活金属离子、修复晶格缺陷的效果。未来，华卓精科将持续深耕激光退火工艺研发，推动其一体化应用进程。

此外，华卓精科的碳化硅激光退火设备在光斑能量均匀性、退火温度均匀性控制等方面已取得突破性进展，赢得了多个客户的认可与信赖。在面向功率半导体制造的晶圆键合设备方面同样成绩斐然，键合精度、键合缺陷、键合能等指标均跃上新台阶，接近国际先进水平。

展望未来，华卓精科将在碳化硅激光退火等领域进一步加大技术创新与研发投入力度，持续推进技术迭代与升级，全方位提升相关设备产品的技术性能，为碳化硅产业从 6 吋向 8 吋的跨越发展提供更为强劲的助力，有望在全球激光退火设备市场中占据更为重要的地位，引领国产高端设备在半导体领域的崛起浪潮。