碳化硅功率半導體生產流程主要包括前道的晶圓加工,包括長晶、切割、研磨拋光、沉積外延;第二部分芯片加工,這部分跟硅基IGBT類似。
第一部分,晶圓加工
首先,以高純硅粉和高純碳粉為原料生長SiC,通過物理氣相傳輸(PVT)制備單晶
第二,使用多線切割設備切割SiC,晶體切成薄片,厚度不超過1毫米
第三,通過不同粒度的金剛石研磨液,將晶圓研磨至所需要的平整度和粗糙度。
第四,對SiC晶圓進行機械拋光,和化學機械拋光,得到鏡面SiC拋光晶圓
第五,利用光學顯微鏡和儀器,檢測SiC晶圓的微管密度,表面粗糙度、電阻率、翹曲TTV,表面劃痕等參數
第六,拋光后的SiC晶圓用清洗劑,和純水清洗,去除拋光液等表面污染物
第七,用超高純氮氣和干燥機,對晶圓進行吹氣和干燥
第八,利用化學氣象沉積等方法,在襯底上生成SiC外延片,最后制作相關器件
第二部分 芯片加工環節
第一,注入掩膜。首先清洗晶圓,淀積一層氧化硅薄膜,接著通過勻膠、曝光、顯影等工藝步驟形成光刻膠圖形,最后通過刻蝕工藝將圖形轉移到刻蝕掩膜上。
第二,離子注入。將做好掩膜的晶圓放入離子注入機,注入高能離子。之后移除掩膜,進行退火以激活注入離子。
第三,制作柵極。在晶圓上依次淀積柵氧層、柵電極層形成門級控制結構。
第四,制作鈍化層。淀積一層絕緣特性良好的電介質層,防止電極間擊穿。
第五,制作漏源電極。在鈍化層上開孔,并濺射金屬形成漏源電極。
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