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碳化硅

單晶襯底生產(chǎn)流程

SiC wafer manufacturing process

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碳化硅單晶襯底生產(chǎn)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(yè)生產(chǎn)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(huán)境下將粉料升華，然后通過溫場(chǎng)的控制讓升華后的組分在籽晶表面生長(zhǎng)從而獲得碳化硅晶體。整個(gè)過程在密閉空間內(nèi)完成，有效的監(jiān)控手段少，且變量多，對(duì)于工藝控制精度要求極高。

天岳先進(jìn)自主掌握了從粉料合成到晶體生長(zhǎng)、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(zhǎng)的原料來源，其粒度、純度都會(huì)直接影響晶體質(zhì)量
特別是半絕緣襯底的制備過程中，對(duì)于粉料的純度要求極高
（雜質(zhì)含量低于0.5ppm）
2.

籽晶

晶格穩(wěn)定
作為晶體生長(zhǎng)的基底，為晶體生長(zhǎng)提供基礎(chǔ)晶格結(jié)構(gòu)
同樣也是決定晶體質(zhì)量的核心原料
3.

晶體生長(zhǎng)

Physical Vapor Transport（PVT）
物理氣相升華法（簡(jiǎn)稱PVT）
對(duì)原料進(jìn)行加熱，通過氣相升華和溫場(chǎng)控制
使升華的組分在籽晶表面再結(jié)晶
4.

切割

襯底加工
將生長(zhǎng)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(shí)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(jí)光滑平面
襯底的表面狀態(tài)，例如表面粗糙度，厚度均勻性都會(huì)直接影響外延工藝的質(zhì)量
6.

清洗·檢測(cè)

顆粒·雜質(zhì)控制
用于去除加工過程中殘留的顆粒物以及金屬雜質(zhì)
最終檢測(cè)可以獲取襯底表面、面型、晶體質(zhì)量等全面的質(zhì)量信息
幫助下游工藝進(jìn)行追溯 
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