采用碳化硅的器件具有耐高温、耐高压、大功率,还可以提高能量转换效率并减小产品体积等特点。作为4H-N型(导电型)碳化硅晶棒和4H-SI型半绝缘型SiC晶棒的专业生产厂家,苏州恒迈瑞材料科技生产供应高品质的SiC碳化硅晶锭晶棒,SiC碳化硅衬底片,产品尺寸涵盖业界主流4英寸和6英寸,同时也可提供SiC碳化硅切割片。
碳化硅衬底晶片生产中,衬底是碳化硅产业链最核心的环节,直接制约碳化硅应用放量。今天带大家简单了解一下碳化硅晶片生产工艺流程:
碳化硅晶片以高纯硅粉和高纯碳粉作为原材料,采用物理气相传输法(PVT)生长碳化硅单晶,再在衬底上使用化学气相沉积法(CVD法)等生成外延片,最后制成相关器件。
1、原料合成:将高纯硅粉和高纯碳粉按一定配比混合,在2,000℃以上的高温下反应合成碳化硅颗粒。再经过破碎、清洗等工序,制得满足晶体生长要求的高纯度碳化硅微粉原料。
2、晶体生长:通常采用物理气相传输法(PVT法)生长碳化硅晶体。其生长原理如下图所示,
将高纯碳化硅微粉和籽晶分别置于单晶生长炉内圆柱状密闭的石墨坩埚下部和顶部,通过电磁感应将坩埚加热至2,000℃以上,控制籽晶处温度略低于下部微粉处,在坩埚内形成轴向温度梯度。碳化硅微粉在高温下升华形成气相的Si2C、SiC2、Si等物质,在温度梯度驱动下到达温度较低的籽晶处,并在其上结晶形成圆柱状碳化硅晶锭。
3、晶锭加工:将制得的碳化硅晶锭使用X射线单晶定向仪进行定向,之后磨平、滚磨,加工成标准直径尺寸的碳化硅晶体。
4、晶体切割:使用多线切割设备,将碳化硅晶体切割成厚度不超过1mm的薄片。
5、晶片研磨:通过不同颗粒粒径的金刚石研磨液将碳化硅晶片研磨到所需的平整度和粗糙度。
6、晶片抛光:通过机械抛光和化学机械抛光方法得到表面无损伤的碳化硅抛光片,出货碳化硅晶片一般为双面抛光。
7、晶片检测:使用光学显微镜、X射线衍射仪、表面平整度测试仪、表面缺陷综合测试仪等仪器设备,检测碳化硅晶片的微管密度、表面粗糙度、电阻率、弯曲度、厚度变化、表面划痕等各项参数指标。恒迈瑞会随货提供每一片碳化硅晶片的各项检测数据。
8、晶片清洗:以清洗药剂和纯水对碳化硅抛光片进行清洗处理,去除抛光片上残留的抛光液等表面沾污物,再通过超高纯氮气和甩干机将晶片吹干、甩干。