碳化硅功率半导体生产流程

时间： 2023-12-28 来源：芯长征科技公众号

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碳化硅功率半导体生产流程：
碳化硅功率半导体生产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。

图 1

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。

图 2

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。

图 3

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。

图 4

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