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碳化硅

單晶襯底生產流程

SiC wafer manufacturing process

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碳化硅單晶襯底生產流程

碳化硅單晶在自然界極其稀有,幾乎不存在。只能依靠人工合成制備。目前工業生產碳化硅襯底材料以物理氣相升華法為主,這種方法需要在高溫真空環境下將粉料升華,然后通過溫場的控制讓升華后的組分在籽晶表面生長從而獲得碳化硅晶體。整個過程在密閉空間內完成,有效的監控手段少,且變量多,對于工藝控制精度要求極高。

天岳先進自主掌握了從粉料合成到晶體生長、加工的完整全工藝過程。
1.

粉料合成

Si+C=SiC粉料
Si和C按1:1比例合成SiC多晶顆粒
粉料是晶體生長的原料來源,其粒度、純度都會直接影響晶體質量
特別是半絕緣襯底的制備過程中,對于粉料的純度要求極高
(雜質含量低于0.5ppm)
2.

籽晶

晶格穩定
作為晶體生長的基底,為晶體生長提供基礎晶格結構
同樣也是決定晶體質量的核心原料
3.

晶體生長

Physical Vapor Transport(PVT)
物理氣相升華法(簡稱PVT)
對原料進行加熱,通過氣相升華和溫場控制
使升華的組分在籽晶表面再結晶
4.

切割

襯底加工
將生長出的晶體切成片狀
由于碳化硅的硬度僅次于金剛石,屬于高硬脆性材料
因此切割過程耗時久,易裂片。
5.

研磨·拋光

MP·CMP
研磨拋光是將襯底表面加工至原子級光滑平面
襯底的表面狀態,例如表面粗糙度,厚度均勻性都會直接影響外延工藝的質量
6.

清洗·檢測

顆?!るs質控制
用于去除加工過程中殘留的顆粒物以及金屬雜質
最終檢測可以獲取襯底表面、面型、晶體質量等全面的質量信息
幫助下游工藝進行追溯 。
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