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一文看懂碳化硅功率半导体生产流程

发布时间:2024-01-23发布人:

碳化硅功率半导体生产流程主要包括前道的晶圆加工,包括长晶、切割、研磨抛光、沉积外延;第二部分芯片加工,这部分跟硅基IGBT类似。


第一部分,晶圆加工


首先,以高纯硅粉和高纯碳粉为原料生长SiC,通过物理气相传输(PVT)制备单晶 

第二,使用多线切割设备切割SiC,晶体切成薄片,厚度不超过1毫米

第三,通过不同粒度的金刚石研磨液,将晶圆研磨至所需要的平整度和粗糙度。


第四,对SiC晶圆进行机械抛光,和化学机械抛光,得到镜面SiC抛光晶圆


第五,利用光学显微镜和仪器,检测SiC晶圆的微管密度,表面粗糙度、电阻率、翘曲TTV,表面划痕等参数


第六,抛光后的SiC晶圆用清洗剂,和纯水清洗,去除抛光液等表面污染物


第七,用超高纯氮气和干燥机,对晶圆进行吹气和干燥


第八,利用化学气象沉积等方法,在衬底上生成SiC外延片,最后制作相关器件


第二部分    芯片加工环节


第一,注入掩膜。首先清洗晶圆,淀积一层氧化硅薄膜,接着通过匀胶、曝光、显影等工艺步骤形成光刻胶图形,最后通过刻蚀工艺将图形转移到刻蚀掩膜上。

第二,离子注入。将做好掩膜的晶圆放入离子注入机,注入高能离子。之后移除掩膜,进行退火以激活注入离子。


第三,制作栅极。在晶圆上依次淀积栅氧层、栅电极层形成门级控制结构。


第四,制作钝化层。淀积一层绝缘特性良好的电介质层,防止电极间击穿。


第五,制作漏源电极。在钝化层上开孔,并溅射金属形成漏源电极。

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