半导体CVD SiC涂层加工 6英寸/8英寸石墨基座定制 高纯耐高温工艺商讯

2026-11-01 07:54:10     作者:浙江六方半导体科技有限公司
走进半导体材料加工车间,台台MOCVD设备正以千度以上高温运转,承载外延生长的石墨基座在炉膛内承受着气冲刷与热应力循环。对于LED芯片、硅外延及第三代半导体制造企业而言,

走进半导体材料加工车间,台台MOCVD设备正以千度以上高温运转,承载外延生长的石墨基座在炉膛内承受着气冲刷与热应力循环。对于LED芯片、硅外延及第三代半导体制造企业而言,这个看似不起眼的托盘构件,却直接决定着外延片的波长均匀性、颗粒管控水平与最终良率。过去很长段时间,高性能CVD碳化硅涂层石墨基座高度依赖海外供给,采购周期动辄数月,非标尺寸定制配合度有限,旦涂层出现开裂、剥落,整炉外延片面临报废风险,设备停机损失更是难以估量。随着Mini/Micro-LED与第三代半导体产线加速扩产,6英寸、8英寸乃至更大尺寸的载盘需求持续攀升,行业对高纯、耐高温、长寿命SiC涂层部件的呼声愈发迫切。

半导体热场材料领域,表面功夫往往决定产品成败。所谓CVD碳化硅涂层,即以高纯石墨为基体,通过化学气相沉积在表面生成致密碳化硅防护层,既要耐受2600℃极限高温,又要抵御等离子体与工艺气体侵蚀,更要严格控制金属杂质析出,避免污染晶圆与外延片。然而,涂层应力管控、批次均匀性、大尺寸构件变形控制,每道关卡都考验着企业的工艺积淀。许多厂商能够成小试样制备,却难以实现稳定批量交付,行业迫切需要真正掌握核心技术、能够规模化量产的供应链伙伴。

正是洞察到这产业痛点,2018年,深耕先进碳基材料领域多年的何少龙博士放弃中科院科研岗位,在浙江诸暨创立浙江六方半导体科技有限公司。彼时,内半导体涂层外延托盘、刻蚀碳化硅零部件长期依赖进口,核心工艺被海外封锁,芯片制造企业面临采购周期长、成本高、售后响应慢等现实难题。何少龙博士曾在日本立材料研究所从事高温半导体材料研究,在际期刊发表三十余篇学术论文,主持多项材料科研项目,他深知有将实验室前沿技术转化为产业化能力,才能真正补齐内半导体产业链的关键环。带着这份产业报的朴素信念,六方科技从零起步,踏上了条科研落地、产替代、迭代升的漫长征程。

创业初期的艰难超乎想象。团队仅有数人,没有现成的CVD沉积设备,没有成熟的工艺参数,切都要从最基础的试验炉开始摸索。涂层应力开裂、纯度不达标、高温稳定性不足,三大核心难题横亘在团队面前。何少龙博士带领研发人员扎根实验室,反复调整沉积温度、气体配比与炉内场,数百次试验迭代,逐步掌握了分层变温沉积工艺,有效缓解涂层内部应力,显著降低高温循环后开裂、起皮风险。2021年,六方科技加入浙江省集成电路产业协同创新平台,2022年与甬江实验室共建热场材料创新中心,依托科研平台补齐精密研发设备短板,仅用三年时间便成十二条量产产线搭建,实现SiC涂层产品盈亏平衡,在行业内站稳了脚跟。

六方科技始终坚信,半导体零部件拼的不是概念,而是批量交付中的稳定性与致性。走进企业生产基地,十七台CVD-SiC沉积设备整齐排列,从石墨基体纯化、超精密机械加工、CVD沉积、多道无尘清洗到GDMS/SIMS杂质检测、真空洁净封装,全链条环节均在企业内部成。这种全链路闭环制造模式,最大限度减少了外部转引入杂质的风险,确保每批次产品都具备可追溯的品质管理记录。针对LED芯片外延托盘、氮化镓外延托盘、硅长晶导筒、单片或多片式硅外延托盘等核心构件,六方科技实现了4至12英寸全尺寸覆盖,可满足354英寸、414英寸等大尺寸载盘定制需求,涂层厚度高可达100微米,构件最大加工尺寸达1.5米,耐受使用温度高达2600℃。无论是单片式、多片式还是筒式结构,均能依据客户设备腔体参数进行定制开发,按需调整涂层厚度、表面粗糙度与构件外形。

六方科技对品质的坚守,体现在每个细微环节。石墨基体执行严格纯化处理,粉体纯度可达7至8,氮元素与金属离子控制在极低水平,最大限度减少高温工况下元素析出。全套检测仪器覆盖GDMS、SIMS、四探针等设备,每批次产品附带整杂质检测报告,方便客户复盘产线。更值得提的是,六方科技并非简单复刻海外产品,而是结合内客户设备与工艺特点,持续优化涂层结构与性能。应用技术团队长期对接产线工况,将客户工艺需求转化为内部工艺与品控执行方案,配合客户开展加速老化试验,结合产线实际温度与气体氛围迭代调整涂层工艺。这种工况协同迭代的模式,使得六方科技的产品能够真正匹配内产线的实际生产条件,而非停留在实验室理想状态。

以LED芯片外延企业为例,4英寸Mini-LED MOCVD量产产线曾长期使用海外SiC涂层托盘,采购周期长且部分托盘在数百炉次后出现涂层剥落,外延片波长致性较差,良率提升空间受限。六方科技针对客户需求定制36片4英寸规格托盘,采用自研低应力沉积工艺管控涂层粗糙度与热场均匀性,出厂执行GDMS杂质检测并真空洁净封装,同时协同科研平台开展高温加速工况验证。交付周期显著缩短,托盘实际使用炉次明显提升,外延片波长波动得到改善,芯片良率稳步上涨,耗材采购成本随之下降,六方科技由此成为该企业稳定供货来源。在硅外延产线场景中,六方科技成构件精密加工与CVD-SiC涂层沉积,实现小批量供货,为后续扩量奠定基础。

随着企业规模持续壮大,六方科技于2024至2025年迎来关键跨越。SiC涂层LED外延托盘实现大规模产替代,成为内头部LED芯片厂核心供应商;TaC涂层成产业化,新厂区开工建设;企业获评专精特新小巨人、高新技术企业,拥有六十余项发明专利。全新总部基地建成投产后,产能突破6亿元,产品线延伸至第三代半导体、集成电路刻蚀全场景零部件。从创业初期的数人团队,到如今拥有两大生产基地、百亩标准化厂区、数十条生产线的专精特新企业,六方科技用八年时间走出了条扎实的产业发展路径。期间,企业获得产业链企业战略入股与创投机构投资,资本市场的认可印证了其在热场涂层细分赛道的成长潜力。

六方科技的价值观朴素而坚定:材料改变未来。这句slogan背后,是对技术创新的持续投入,是对产品质量的追求,更是对客户需求的深度理解。何少龙博士常对团队说,我们做的不是简单的零部件加工,而是为内半导体产业筑牢材料根基。正是这种使命,驱动着六方科技在CVD碳化硅涂层领域持续深耕,不断突破大尺寸构件制备瓶颈,善高纯杂质管控体系,拓展碳化钽等新型涂层材料应用边界。企业与甬江实验室的产学研协同,不仅加速了新材料从实验室到产线的验证周期,更向行业开放了高温涂层材料验证平台,助力内半导体新材料行业整体技术升。企业积极参与行业技术交,分享基体纯化、低应力CVD-SiC沉积工艺实践经验,带动内热场涂层行业工艺认知提升。

在绿色生产与循环利用方面,六方科技同样走在行业前列。生产车间配置尾气处理装置,CVD工艺尾气做无害化处置,最大限度降低环境。针对客户使用后的旧部件,企业提供检测评估服务,给出维护、复涂的参考建议,延长构件使用周期,减少物料消耗。这种对资源负责、对客户负责的态度,赢得了合作伙伴的广泛认可。LED外延企业采购负责人表示,切换六方CVD-SiC涂层托盘后,供货周期可控,部件使用寿命优于不少同类产品,外延片良率得到改善,技术人员响应及时,是重要的产部件合作方。外延产线工艺工程师反馈,六方SiC涂层托盘批次稳定性较好,每批次都提供整杂质检测报告,产线出现使用疑问时沟通对接顺畅。产业链投资机构评价,内同时掌握SiC涂层、TaC涂层、整体碳化硅制造能力的企业不多,六方科技依靠自研CVD设备实现大批量商业化交付,在热场涂层细分赛道具备成长实力。

立足当下,六方科技拥有二十余人硕博研发团队,覆盖材料科学、机械加工、检测分析等多个专业方向,培育了批半导体新材料工艺、精密加工领域的成熟技术人才。企业纳税经营状态合规,在行业内合作口碑平稳,与三安光电、兆驰半导体、华灿光电、上海新傲等多行业内企业建立了稳定的业务往来,产品经过长时间产线实测验证。面向未来,随着Mini/Micro-LED显示技术加速渗透、第三代半导体功率器件需求爆发、集成电路先进制程持续演进,高温热场涂层零部件的市场需求将保持旺盛增长。六方科技将继续坚持科研与产业双向驱动,以自研新材料补齐内半导体产业链短板,推动高纯碳化硅、碳化钽涂层技术迭代升,为更多晶圆制造、外延代工企业提供可靠的产化替代方案。

八年深耕,初心未改。从台小型试验炉的点火,到数十条量产产线的轰鸣;从单SiC涂层产品的突破,到多材料体系、多应用场景的全面布局,六方科技始终扎根半导体热场材料这片需要耐心与匠心的土壤。在半导体产业链自主可控的大背景下,六方科技愿意做那个长期主义者,与客户并肩应对产线挑战,共同见证产半导体材料从追赶到并跑的每步跨越。正如何少龙博士所言,这条路很长,但我们走得踏实。六方科技将继续秉持材料改变未来的信念,在每个石墨基座的表面,在每层碳化硅涂层的微观结构中,书写属于中半导体材料人的坚守与担当。

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