在日企中是首次—新日铁开发出用于功率元件的6英寸SiC基板

6英寸SiC基板（点击放大）

发布会上（点击放大）
新日本制铁（新日铁）开发出了用于SiC功率元件的6英寸（150mm）直径SiC基板。6英寸产品的开发成果仅次于在SiC基板业务中份额居首的美国科锐（Cree）公司，在日本国内企业中尚属首次（参阅本站报道1）。目前已经投产的功率元件用SiC基板中，包括新日本制铁（制造和销售为新日铁材料）在内，口径最大为4英寸（100mm）。通过将口径扩大至6英寸，不但能提高SiC功率元件的生产效率和削减成本，还适于生产能承受大电流的大型芯片（参阅本站报道2）。

新日铁材料目前正在制造和销售4英寸的SiC基板以及在基板上层叠外延层的外延基板（参阅本站报道3）。关于6英寸产品，计划2012年度内开始样品供货，具体而言“将在2012年春季之前样品供货”（新日本制铁技术开发本部尖端技术研究所新材料研究部长大桥渡）。量产方面，“就技术而言，在一定程度上已经有了眉目”（大桥），不过关于具体的量产计划该公司只表示要取决于SiC功率元件和4英寸基板的情况等，并没有明确公布。

用于汽车芯片

对SiC功率元件而言，6英寸产品的亮相意义重大。其影响力至少有两方面。第一，便于生产用于混合动力车和电动汽车等电动车辆及铁路等的、要求大电流容量的大型SiC功率元件。比如单位芯片的电流超过100A的元件，即尺寸为10mm见方，一枚芯片可输出100A以上的电流。目前投产的产品最大为4英寸，不适于量产这种10mm见方以上的芯片。

可沿用现有制造装置


另一个影响是便于沿用现有Si功率元件的制造装置。目前，Si制IGBT和功率MOSFET采用口径为6～8英寸的Si基板制造。如果SiC基板为6英寸，则“便于直接使用或稍加改良后使用Si功率元件的生产线”（新日本制铁的大桥）。由此有望削减制造成本。

降低结晶缺陷和破碎率

SiC基板的制造一般采用升华法。在加热至2千几百度的超高温的制造装置中，将粉末状SiC升华后在籽晶上进行再结晶，生长为SiC单晶。将该单晶薄薄地分离出来进行研磨，就制成了SiC基板。

升华法难以进行工艺控制，结晶口径越大，越容易出现结晶缺陷和破碎问题。新日本制铁虽然没有公布详细情况，不过称主要通过三方面的改善成功地开发出了6英寸产品。即通过热模拟精密控制温度、确立可降低缺陷的结晶生长条件、通过热应力减少产生的破碎。

结晶缺陷方面，与目前销售的4英寸产品并不在同一水平。比如，名为微管（中空贯通缺陷）的结晶缺陷存在密度在4英寸产品上为1个/cm2以下。而6英寸产品虽然没有具体公布，不过新日铁承认微管密度比4英寸产品多。新日铁计划样品供货前将微管密度降至与现在的4英寸产品相同的程度。此外，该公司没有公布转位等的结晶缺陷密度。

力争2012财年占4成份额

目前，负责制造和销售SiC基板的新日铁材料正在强化产能，预定2011财年底（截至2012年3月）之前建立按4英寸口径换算月产1000枚的生产体制。其中包括在SiC基板上层叠外延层的外延基板。2012财年在功率元件SiC基板市场上，按4英寸换算的数量份额“计划达到4成”（新日本制铁的大桥）。目前在SiC基板市场上高居榜首的科锐公司的功率元件用SiC基板份额“约为7成”（大桥）。如果新日铁材料能获得40％的份额，将大幅逼近科锐。（记者：根津 祯，《日经电子》）