【基板开发最前沿（二）】科锐及罗姆展现的SiC基板的未来

图：科锐的SiC基板。左为功率元件用4英寸品，右侧为LED用6英寸品（点击放大）
“基板开发最前沿”的第二篇介绍SiC基板厂商的举措。目前使用SiC的功率半导体元件（以下称功率元件）比IGBT等Si制功率元件更有望使逆变器等电力转换器实现高效率化及小型化，因而备受关注。SiC制二极管自产品化以来已经过了近10年，出现了在空调等领域采用等普及的征兆（参阅本站报道1）。而实用化较晚的晶体管也终于从2010年底开始了被寄予热望的MOSFET产品化进程，SiC制功率元件的开发正急速推进。

在SiC制功率元件的制造上，不可或缺的是SiC基板。这是由于基板的口径及品质很大程度上左右着功率元件的成本及性能。在SiC基板领域，走在业务及技术最前沿的是美国科锐公司（Cree）。

据科锐介绍，SiC基板以前以3英寸品为主流，而预计今后4英寸产品将成主流。原因是口径越大，元件的生产效率就越高，从而有助于降低成本。该公司已开发出了6英寸品，目标是在2012年中期商用化（参阅本站报道2）。目前，在已开发出的SiC基板上，称为微管（Micro Pipe）的结晶缺陷的密度不到10个/cm2。该公司考虑进一步降低结晶缺陷密度，力争在6英寸品上也实现4英寸品上的接近0个，即“无微管”。并且，虽然尚无具体计划，但已把眼光投向了8英寸化。

科锐之所以能在SiC基板领域发挥优势的一个原因是，其不仅做基板业务，而且还从事元件业务。此前该公司一直在制造、销售利用SiC基板制造的二极管，2011年1月还发布了MOSFET新产品（参阅本站报道3）。该公司称，通过制造功率元件，可迅速推进功率元件所必需的基板改善。

科锐不仅面向功率元件用途，还面向白色LED使用的蓝色LED芯片及基站等使用的高频元件用途制造SiC基板。即开展着LED、高频元件及功率元件三大类SiC基板业务。其中，外销的是高频元件和功率元件用SiC基板。而LED用SiC基板，据称只用于自己制造的高效率白色LED内的蓝色LED芯片。对于LED用SiC基板，将考虑从2011年开始逐步推进6英寸化进程。

SiC制功率元件的开发速度提高

追赶科锐的第二阵营供应商中，备受关注的是德国的SiCrystal公司。该公司以前是德国西门子集团（Siemens）旗下的企业，现在成为了罗姆的全资子公司（参阅本站报道4）。

罗姆收购SiCrystal的目的至少有两个。一是加快开发罗姆以前就已致力的SiC制功率元件，以及使用该元件的模块产品。“以前对SiC制功率元件成品率下降的原因究竟是在基板上，还是在元件的制造工序上不是很清楚。而且，即便是使用满足一定性能指标的‘标准’SiC基板，有时也会出现成品率下降的情况。SiCrystal进入集团旗下后，成品率下降的原因确定变得容易，向基板开发方反馈改善品质的信息也得以迅速进行”（前面提到的罗姆负责人）。其结果，因SiC制功率元件成品率的提升带来了成本的降低和开发速度的提高。罗姆之所以先于其他公司实现SiC制MOSFET的产品化，“很大程度上也归功于有了SiCrystal”（该负责人），罗姆这样强调了其重要性（参阅本站报道5）。

收购SiCrystal的另一个目的在于获得基板的稳定供应。在科锐几乎垄断SiC基板销售的情况下，一旦科锐的供货因某种原因减少或者停止，就会对SiC制功率元件业务造成负面影响。在集团内加入SiC基板厂商的目的便是为了回避这一风险。

SiCrystal的SiC基板质量高，还包括微管密度不到1个cm-2的高级品。并且具备SiC基板薄的特点。“其他公司的产品厚度约为350μm，而SiCrystal的基板只有250μm”（罗姆的开发负责人）。因此，该公司的基板具有容易缩小功率元件的导通电阻的优点。除此之外，已经通过质量管理体系国际标准“ISO9001”的认证也是其特点之一。

现在，SiCrystal正在对功率元件用3英寸和4英寸的SiC基板实施产品化。现在，3英寸产品仍占据主流，但2011年4英寸产品有望取而代之。6英寸化已成为目标，计划在2012年前后实现。SiCrystal的基板除了供应罗姆之外，“还在积极外销”（前面提到的罗姆负责人）。意在通过接受外销顾客的反馈，“进一步加快基板品质的提升速度”（该负责人）。（记者：根津 祯）