碳化硅莫氏硬度仅次于金刚石,晶体加工难度非常大,切割和研磨效率很低;它是一种极性晶体,实现超薄、低翘曲度晶片切割很困难;由于碳化硅材料抗氧化、耐酸碱,化学机械抛光效率低,质量控制难度大。碳化硅加工过程包括衬底、外延、器件和应用。
Homray Material Technology公司生产供应的碳化硅衬底分为导电型和半绝缘型。由导电型碳化硅衬底生长出的碳化硅外延片可进一步制成功率器件,广泛应用于新能源汽车、光伏、智能电网、轨道交通等领域;半绝缘型衬底主要用于制造氮化镓微波射频器件,是无线通信领域的基础性器件。碳化硅衬底是这个应用的最上游,关系到整个产业链的发展。
碳化硅衬底的制备工艺流程,包括碳化硅原料、投料生长,获得碳化硅晶体,形成标准直径的晶体,进行晶体定向;晶体表面磨平、切割、研磨、抛光和清洗、检测;对产品规格进行分类。HMT公司除了可以提供碳化硅衬底晶片外,碳化硅晶体也是可以对外出售,产品尺寸涵盖4英寸N型晶体-SI型晶体,6英寸导电型晶锭-半绝缘型晶锭。
在晶体生长参数控制方面,首先是晶体结晶质量,包括控制多型相变、六方空洞、包裹物、层错、微管、位错等结晶缺陷;电学性能方面,主要是控制电阻率大小及均匀性分布。电学性能是在生长过程中确定的,后天是不可逆的。晶体加工方面,参数控制分为两个方面,一是晶体加工参数控制,主要是形貌方面,包括厚度、总厚度变化和局部厚度变化,也包括弯曲和翘曲度。此外,还有衬底表面质量控制,包括抛光后表面划痕、表面粗糙度、表面形貌缺陷控制。另外也包括表面表现清晰质量、杂质含量,以及清洗质量。