國研院國儀中心與鼎極科技，開發出專為碳化矽晶圓量產需求設計的雷射研磨技術，成功提升碳化矽晶圓研磨速率與品質，顯著降低製程成本與材料損耗。為因應電動車、5G與低軌衛星等高效能電力電子元件日益增長需求，雙方合作開發紅外線奈秒級雷射關鍵技術，用到碳化矽（SiC）晶圓研磨製程。
這項突破性成果，不但成功提升碳化矽晶圓研磨速率與品質，降低製程成本與材料損耗，同時可以有效回應產業界對高效率、低損耗製程的迫切需求，為國產化合物半導體功率元件量產鋪路，拓展未來電動車、再生能源、資通訊設備等民生應用領域的發展潛力。
雷射研磨 碳化矽晶圓量產不卡關
國儀中心指出，碳化矽為化合物半導體材料中極具潛力的一員，具備高電壓耐受性、高熱導電性與高化學穩定性等優異特性，已取代矽晶圓成為車用電源與驅動系統、太陽能光電變流器、充電樁與工控設備核心元件的首選材料。
不過，以碳化矽製作晶圓時，經常在「研磨」上遭遇困境，主要因為碳化矽硬度太高，以傳統研磨方式進行加工時，在效率、品質與良率都存在瓶頸，研磨時不僅耗時、耗材且因屬機械性加工會在晶圓表面造成損傷，甚至導致整片晶圓破裂，不但嚴重影響良率且大幅提升製造成本。
國儀中心為解決這項難題，將精密光學與先進雷射的科研技術，成功導入紅外線奈秒級雷射系統，成功開發出專為碳化矽晶圓量產需求設計的雷射研磨技術，可讓每片晶圓的研磨時間從3小時縮短為2小時，不會造成晶圓損傷；晶圓破片率也可自5%降至1%，大幅提高產品良率。
新技術 高硬材非接觸加工大突破
同時，也可減少研磨造成的晶圓損耗，明顯減少採用傳統研磨所需的鑽石砂輪、水、油等耗材與機台清洗等維護成本，其中，裸晶圓的研磨耗材成本可自原來的23美元驟降至0.1美元，並能避免機械研磨使用的鑽石顆粒，受到主要出產地中國的箝制。
此外，這項研磨技術還有另一項優點，就是可以將碳化矽晶圓的硬度，由原本約3000 HV降至60 HV1，顯著降低後續加工的時間和成本。國儀中心強調，當前業界仍普遍視碳化矽晶圓的後段製程是量產時的瓶頸，這次該中心開發出的雷射研磨技術，正式在高硬度材料的非接觸加工領域成功做出重大突破。
功率半導體產業鏈 補上關鍵一環
這項技術目前已由鼎極科技落地轉譯，成為推動碳化矽材料量產的核心推手，為我國自主發展功率半導體製程提供實質支援，也為國內功率半導體產業鏈，補上關鍵一環。鼎極目前已與美國晶片製造商安森美半導體（ON Semiconductor Corp.）捷克廠合作，將機台推廣到歐洲。
國儀中心表示，日後也將與鼎極科技持續合作，將技術商品化並擴展至8吋碳化矽晶圓與多層異質結構元件的應用；同時，有機會應用到其他高硬度材料的精密加工上，例如氮化鎵、陶瓷基板與先進封裝材料，後市潛力無窮。
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1硬度被定義為「固體材料抗拒永久形變的能力」，其中，維氏硬度的單位為HV。目前，自然界中最硬的金剛石，硬度約10,000 HV；碳化矽約3,000 HV；矽則約為1,000 HV。
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