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SIC器件的生產流程與生產工藝

放大字體  縮小字體 發布日期:2023-04-21 15:05:21    作者:葉鎰署    瀏覽次數:266
導讀

作為第三代寬禁帶半導體材料:碳化硅(SiC)有高熱導率、高臨界擊穿電壓(耐高壓)、高飽和漂移速度(開關速度快)@突出優點,適合高溫、高功率、高壓、高頻應用場合。SiC功率器件整個生產過程大致如下圖所示:一是SiC單晶

作為第三代寬禁帶半導體材料:碳化硅(SiC)有高熱導率、高臨界擊穿電壓(耐高壓)、高飽和漂移速度(開關速度快)@突出優點,適合高溫、高功率、高壓、高頻應用場合。

SiC功率器件整個生產過程大致如下圖所示:

一是SiC單晶生長,以高純硅粉和高純碳粉作為原材料放入高溫熔爐中形成SiC晶體;

二是襯底環節,SiC晶體經過切磨拋@工序形成單晶薄片(低Rdson),也即SiC襯底材料,其厚度為350微米;

三是外延環節,采用氣相沉積法在SiC晶片這層襯底上生長一層薄膜(厚度為5-30微米)得晶體,成為SiC外延;

四是晶圓加工,通過光刻、沉積、離子注入和金屬鈍化@前段工藝加工形成得碳化硅晶圓,經后段磨削、切割、倒裝工藝可制成碳化硅裸芯片;

五是器件封裝與測試,通過封裝,完成電氣連接和外殼保護后成為分立器件或者功率模塊,之后進行測試。

SiC產品從生產到應用得全流程歷時較長。以SiC功率器件為例,從單晶生長到形成襯底需要耗時1個月,從外延生長到晶圓前后段加工完成需要耗時6~12個月,從器件制造再到上車驗證更需要1~2年時間。對于SiC功率器件M廠商而言,從工業設計、應用@環節轉化為收入增長得周期非常之長,汽車行業一般需要4~5年。

 
(文/葉鎰署)
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