半導體制造設備廠商DISCO Corporation（總部：東京都大田區；總裁：Kazuma Sekiya）采用了KABRA（一種使用激光加工的晶錠切片方法），并開發了一種針對GaN（氮化鎵）晶圓生產而優化的工藝。通過該工藝，可以同時提高GaN晶圓片產量，并縮短生產時間。

發展背景

GaN作為功率器件材料，具有優越的高速功率轉換和傳導過程中低功率損耗等特性，使其成為小規模電源和5G基站的有力競爭者。同時作為一種響應全球碳中和需求的材料，GaN也成為了焦點。另一方面，GaN晶體生長需要時間，且產出的晶錠直徑小且厚度薄，因此是一種非常易損的材料。

傳統情況下，使用金剛石線鋸是將GaN晶錠切成晶圓片的主流方法。然而，使用線鋸進行切片時存在一些問題，例如加工時間，切片部分的材料損失比所用線的厚度還要大，以及為使表面平整，切片后會進行研磨工藝，這一工藝的材料損失導致產出晶圓片數量較少。以上這些導致晶圓價格昂貴，且阻礙了GaN功率器件的普及。

自開發用于SiC（碳化硅）晶圓生產的KABRA工藝以來，DISCO一直收到許多制造商的請求，希望將該工藝也應用于GaN。與SiC一樣，GaN也是用于功率器件的新一代襯底材料。DISCO一直致力于研發，以實現針對GaN而優化的KABRA工藝，在本新聞稿中，該公司宣布此工藝已成為一項大規模生產技術。

大批量生產能力

低材料損失

通過實時控制激光焦點位置，KABRA工藝可以實現無厚度變化的切片

與線鋸不同，KABRA工藝切片后表面平整，因此無需研磨工藝

高通量

開發了針對GaN而優化的特殊光學系統和加工方法

平臺掃描距離短，因此可有效創建KABRA層*1

高產量

有效排出材料內產生的氮氣，并在臨近晶錠邊緣創建均勻的KABRA層以防止晶圓受損

*1：在KABRA工藝中，激光聚焦在材料內部而形成的加工痕跡和切割區域

量產GaN晶圓的KABRA工藝流程

1.激光輻照晶錠內部，形成KABRA層

2.晶錠分割成晶圓片

3.將晶圓片打磨至指定厚度

4.打磨晶錠上表面以備下次激光輻照

（參考）傳統工藝流程：線鋸

優勢

傳統工藝與KABRA工藝的比較*2

１．生產能力比較

2．加工時間比較

*2 從直徑2英寸，厚度5毫米的GaN晶錠中生產指定厚度為400um（SEMI標準）的晶圓時

*3 DISCO的數值來源于截止本新聞稿發布之時的數據

*4 切割后使用多個金剛石線鋸進行研磨工藝時，所有數值來源于用戶的常規數值

*5 假設同時加工4個晶錠時產出的晶圓數量

*6 同時加工4個晶錠時，由線鋸切割和研磨工藝所花時間計算產出的晶圓數量

來源：雅時化合物半導體

審核編輯：湯梓紅