科研創業計畫：SiC第三類半導體晶圓材料快速薄化

具超越半導體工業產值潛力的電動車、高鐵、航太、能源，及AI相關5G產業功率半導體的核心材料是碳化矽基板。由於熱管理需求，構建元件後之碳化矽基板要求薄化至100~200微米，但其超硬材質(莫氏硬度9.5，僅次鑽石10.0)使得薄化加工異常困難。根據功率半導體產業報告，SiC市場規模在2024年達3.5億美元/年。而在成本結構上薄化及拋光成本已經超過售價50%，實因SiC基板太堅硬，且表面對研磨液之高抗蝕性使移除效率低落。我們以電化學方式精準在擬移除區塊內形成海綿狀空孔結構以脆化材料，克服堅硬材質問題。本計劃應用主持人多年電化學研究經驗，以法拉第電解原理應用電化學製程使基板擬移除部位呈現海綿狀，強度大為減少，但未受電化學侵蝕影響實心部位仍保持原高硬強度。因此能以一般研磨漿及製程移去擬移去部位至到兩者間的界面停住，達到可控性快速薄化目的。同時因電化學蝕刻中移去之原子數與輸入電量成正比例關係，因此可準確估算海綿狀結構深度而達到精準薄化目的。本計畫執行後申請經濟部價創計畫，進一步使用電磁引發之氧化技術來氧化、軟化表面，將大幅增加可拋光性，構成完整碳化矽薄化及拋光製程，可望在相關工業界發展成為主流薄化、拋光技術。