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碳化硅

单晶衬底生产流程

SiC wafer manufacturing process

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碳化硅单晶衬底生产流程

碳化硅单晶在自然界极其稀有,几乎不存在。只能依靠人工合成制备。目前工业生产碳化硅衬底材料以物理气相升华法为主,这种方法需要在高温真空环境下将粉料升华,然后通过温场的控制让升华后的组分在籽晶表面生长从而获得碳化硅晶体。整个过程在密闭空间内完成,有效的监控手段少,且变量多,对于工艺控制精度要求极高。

天岳先进自主掌握了从粉料合成到晶体生长、加工的完整全工艺过程。
1.

粉料合成

Si+C=SiC粉料
Si和C按1:1比例合成SiC多晶颗粒
粉料是晶体生长的原料来源,其粒度、纯度都会直接影响晶体质量
特别是半绝缘衬底的制备过程中,对于粉料的纯度要求极高
(杂质含量低于0.5ppm)
2.

籽晶

晶格稳定
作为晶体生长的基底,为晶体生长提供基础晶格结构
同样也是决定晶体质量的核心原料
3.

晶体生长

Physical Vapor Transport(PVT)
物理气相升华法(简称PVT)
对原料进行加热,通过气相升华和温场控制
使升华的组分在籽晶表面再结晶
4.

切割

衬底加工
将生长出的晶体切成片状
由于碳化硅的硬度仅次于金刚石,属于高硬脆性材料
因此切割过程耗时久,易裂片。
5.

研磨·抛光

MP·CMP
研磨抛光是将衬底表面加工至原子级光滑平面
衬底的表面状态,例如表面粗糙度,厚度均匀性都会直接影响外延工艺的质量
6.

清洗·检测

颗粒·杂质控制
用于去除加工过程中残留的颗粒物以及金属杂质
最终检测可以获取衬底表面、面型、晶体质量等全面的质量信息
帮助下游工艺进行追溯 。
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