碳化硅衬底生产工艺设备（碳化硅衬底片工序）

本篇文章给大家谈谈碳化硅衬底生产工艺设备，以及碳化硅衬底片工序对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

本文目录一览：

1、碳化硅衬底的半导体外延技术相关介绍
2、碳化硅器件高温活化炉简介
3、碳化硅衬底和外延片的区别
4、半导体碳化硅(SIC)衬底制造中“切、磨、抛”行业的详解;
5、半导体碳化硅(SiC)衬底制程相关的详解;
6、碳化硅同质外延生长炉原理

碳化硅衬底的半导体外延技术相关介绍

1、碳化硅外延技术在多个应用领域都有着广泛的应用，包括高铁、汽车电子、智能电网、光伏逆变、工业机电、数据中心、白家电、消费电子、5G通信、次世代显示等。在应用上，碳化硅材料的最佳应用场景是电动车，SiC器件具有优势，能够提升电动车的核心部件的能力密度。这也是碳化硅被更多厂商应用的原因之一。

2、“外延”技术在半导体碳化硅（SiC）领域至关重要，它涉及在衬底表面生长高质量单晶材料。同质外延是在导电型衬底上生长碳化硅外延层，而异质外延则是在半绝缘型衬底上生长氮化镓外延层。这一过程有助于消除衬底缺陷，确保晶格排列整齐，对外延的质量有决定性影响，进而影响最终器件性能。

3、在中低压应用领域（如1200伏器件），碳化硅外延技术相对成熟，厚度、掺杂浓度均匀性和缺陷分布表现较好，满足中低压器件需求。但在高压领域（如10000伏器件），外延层厚度、掺杂浓度均匀性和三角缺陷对器件性能影响大，器件类型趋向于使用双极器件，对外延层的少子寿命要求高。

碳化硅器件高温活化炉简介

1、德国Centrotherm thermal solutions公司推出的高温活化炉Activator 150，专为SiC或GaN器件的注入后退火工艺设计，其独特的工艺炉管和加热系统使其能够达到极高的工艺温度，高达1950℃。Centrotherm不断研发，已针对150毫米SiC衬底工艺开发出专用的SiC工艺炉管，以满足市场对高性能材料的需求。

碳化硅衬底和外延片的区别

1、物理性质：碳化硅衬底和外延片的结构和性质也有所不同。碳化硅衬底种的杂质较少，且表面平整度高，使其更适合用作通用的材料平台；而碳化硅外延片一般可能有多种材料组合，包括透明导电层、光电元件及微波元件等（不同的碳化硅外延片在物理性质上区别较大）。

2、制备工艺：碳化硅衬底通常通过丙烷氧化法在高温条件下制备，工艺相对简单。碳化硅外延片的制备则更为复杂，需要在已生长的厚碳化硅晶片上沉积一层薄的外延材料。物理性质：碳化硅衬底的杂质较少，表面平整度较高，适用于作为通用材料平台。

3、在半导体制造过程中，SIC（碳化硅）衬底和外延片是两个不同的概念和组成部分。 SIC衬底：SIC衬底是指碳化硅材料制成的基底层，它是构成SIC器件的基础。SIC衬底通常是通过特定的生长方法，如化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）等技术在晶圆上生长得到的。

4、碳化硅在新能源领域中展现其强大潜力，作为功率器件，它在高电压、频率和温度环境下表现出优越性能。其器件制造过程的关键步骤是外延，即在碳化硅衬底上生长高纯度单晶材料，分为异质和同质两种类型。异质外延是将氮化镓生长在半绝缘型碳化硅衬底上，同质外延则是生长碳化硅在导电型衬底上。

5、同质外延是指在碳化硅衬底上生长出与衬底晶相同的单晶薄膜（外延层）的碳化硅片。而异质外延则涉及在不同材料的衬底上生长出特定材料的外延层。异质外延在SiC衬底上外延GaN存在晶格失配、热失配、Ga原子浸润性差、衬底缺陷等问题，这些问题影响高质量GaN外延层的获得。

半导体碳化硅(SIC)衬底制造中“切、磨、抛”行业的详解;

SiC单晶衬底加工过程包括单晶多线切割、研磨、抛光、清洗，最终得到满足外延生长的衬底片。碳化硅（SiC）作为世界上硬度排名第三的物质，不仅具有高硬度的特点，高脆性、低断裂韧性也使得其磨削加工过程中易引起材料的脆性断裂，从而在材料表面留下表面破碎层，且产生较为严重的表面与亚表层损伤，影响加工精度。

揭秘半导体碳化硅(SIC)晶片磨抛工艺的精密艺术在半导体行业的制造链中，碳化硅晶圆衬底的制备成本中，切割磨抛工序占了至关重要的40%。这一工艺犹如精密乐器的调音，它将硅晶圆切割成薄如蝉翼的片状，随后通过精细的研磨和抛光，赋予晶片所需的平滑度和镜面光泽。

H-SiC衬底的加工工艺包括定向、滚磨、端面磨、线切、倒角、减薄、研磨和抛光等步骤，每一步都需细致处理以减少后续工艺的挑战。例如，线切工艺要求高精度切割技术以减少损伤，而抛光则确保表面平滑无损。碳化硅衬底根据电学性质可分为导电和半绝缘型，分别应用于射频和功率器件。

半导体碳化硅(SiC)衬底制程相关的详解;

1、碳化硅衬底根据电学性质可分为导电和半绝缘型，分别应用于射频和功率器件。单晶衬底的生产涉及原料合成、籽晶选择、晶体生长等环节，其中物理气相传输法（PVT）是主流，但存在纯度控制和杂质生成的挑战。高温化学气相沉积法（HTCVD）和液相法（LPE）则提供了更精准的控制手段，各有优缺点。

2、SiC单晶衬底加工过程包括单晶多线切割、研磨、抛光、清洗，最终得到满足外延生长的衬底片。碳化硅（SiC）作为世界上硬度排名第三的物质，不仅具有高硬度的特点，高脆性、低断裂韧性也使得其磨削加工过程中易引起材料的脆性断裂，从而在材料表面留下表面破碎层，且产生较为严重的表面与亚表层损伤，影响加工精度。

3、SiC具有高德拜温度和稳定化学性质，硬度高，耐磨，导热性好，耐腐蚀。其禁带宽度宽，电学性质优越，适用于制造大功率和高频电子器件。目前，SiC产业已成熟，从衬底晶片到器件封装的产业链完备，产品覆盖2-6英寸4H-SiC和6H-SiC。

4、总之，碳化硅衬底外延是制备功率器件的关键工序，高质量大尺寸厚膜外延是提高器件耐压特性的关键。随着碳化硅衬底上外延宽禁带半导体材料技术的不断突破，宽禁带半导体电子器件将更深入地应用于高频、高功率、低损耗等领域。

碳化硅衬底生产工艺设备（碳化硅衬底片工序）