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衬底片完了之后就是长外延,外延之后就是一系列的光刻,刻蚀,涂胶,沉积,清洗,离子注入等工艺,和硅工艺基本一致,然后就是后道的晶圆切die,封装测试等,基本流程和硅差不多.其中长外延,光刻胶,背面退火,刻蚀,以及氧化栅极工艺区别,欧姆接触和硅工艺区别非常大!硅的外延工艺就是普通的硅外延炉之类价格也很便宜国产的大约400-500万一台(8英寸的);碳化硅的是特殊的MOCVD/HT-CVD,且价格非常贵,基本要800-1500万人民币一台,而且产能很低,一台炉子一个月产能是30片!
第五,掺杂问题碳化硅烦就是这个离子注入掺杂问题,因为碳化硅的N型掺杂氮,P型掺杂是铝!这铝原子比硅原子和碳原子大太多了,简直异物插入!因此需要高能粒子注入机,目前只有应材和爱发科有,爱发科的机台适合小批量生产,应材的产能更大但是更贵,都300万美金朝上的价格,不管爱发科还是应材都是1年半起步的订货周期,一台设备就是产能,看谁动作快.硅离子注入机能改,但是代价不小,效果一般,建议买新的,这个钱必须花。
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其中PVT比较主流,优点是简单,可靠,成本可控!CVD对设备要求太高,价格很贵,只有高质量的半绝缘衬底会用这个方法;LPE溶液法能做天然P型衬底,但是缺陷很难控制,还需要时间积累,日本公司不少专注于这个路线!以PVT法为例,这种方案下碳化硅生长速度只有硅材料生长速度的1/100都不到,144小时只有2cm左右的厚度,实在是太慢了,要想获得更多的产量,只能靠长晶炉数量堆!目前国外日新技研和PVATepla的长晶炉基本要卖到300万左右一台。
国内很多公司比如露笑,东尼,晶盛机电,这些年经过技术改良和成本控制后,能做到150-200万一台甚至更便宜的价格,这个价格基本也能接受。其次碳化硅非常硬,莫氏硬度高达3是高于蓝宝石仅次于金刚石的,是坚硬的一种物质,因此切磨抛加工带来巨大的困难。第二,光刻胶与曝光工艺.我一直以为碳化硅曝光和硅基本一致,后面发现并不是这样,还是那个问题碳化硅有很好的透光性,普通6英寸光刻工艺的硅的光刻胶是完成不了曝光工序的!
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外延片质量和衬底质量有一定的关系,但是不是关系,高水平的外延能很大程度上弥补衬底固有缺陷,但是缺陷太多长一层外延也并不解决问题,但是外延长的好确实降低了器件对衬底的要求.所以哪怕衬底有这么点瑕疵,外延之后,依然能用.现阶段,是有衬底就行了,所以哪怕衬底质量有些问题,依然能用,敢用原因就在这里,碳化硅需求太旺盛了.其次器件是在外延层上,除了IGBT那种垂直穿通型的结构,大部分都是在外延层上做的结构,衬底甚至还要减薄,剥离,反正有相当一部分衬底都要被剥离,有点小问题也所谓,因此外延工艺降低了器件对衬底的要求,至少二极管之类肯定是能用的。
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必须用的是一种特殊光刻胶?干膜光刻胶?具体名称我叫不上来了,反正和硅肯定不一样!第三刻蚀,这里涉及非常复杂的工艺结构问题,现在玩碳化硅的国际三大家,英飞凌,罗姆,和CREE.其中CREE主要搞平面型,英飞凌的是非对称半包结构,罗姆是双/深沟槽结构,还有一个住友整过一个接地双掩埋.之所有英飞凌和罗姆要整这么复杂的沟槽结构,原因很简单,碳化硅和硅不一样,掺杂后的扩散推结动作异常困难,只能搞挖沟槽。其次,是增加功率/面积比,相比之下沟槽能比平面型降低30%的成本,这招业内俗称“偷面积”,能偷30%,相当可观了。
好的棕刚玉氧化铝含量能达到96,所以硬度很高,由于它们的生产原材料不同,所以硬度也有差别,棕刚玉的莫氏硬度9.0.,而碳化硅则可以达到9.5,所以棕刚玉不能跟碳化硅相比。
纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同,而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色,透明度随其纯度不同而异碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的α-SiC和立方体的β-SiC(称立方碳化硅)。α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体,已发现70余种。β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC。碳化硅的工业制法是用石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。炼得的碳化硅块,经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。
碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种,都属α-SiC。①黑碳化硅含SiC约95%,其韧性高于绿碳化硅,大多用于加工抗张强度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。②绿碳化硅含SiC约97%以上,自锐性好,大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速具。此外还有立方碳化硅,它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体,用以制作的磨具适于轴承的超精加工,可使表面粗糙度...
碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种,都属α-SiC。①黑碳化硅含SiC约95%,其韧性高于绿碳化硅,大多用于加工抗张强度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。②绿碳化硅含SiC约97%以上,自锐性好,大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速具。此外还有立方碳化硅,它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体,用以制作的磨具适于轴承的超精加工,可使表面粗糙度从Ra32~0.16微米一次加工到Ra0.04~0.02微米。
碳化硅又名碳硅石、金刚砂,是一种无机物,化学式为SiC,是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加shiyan等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物,莫桑石。在C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中,碳化硅为应用广泛的一种,可以称为金钢砂或耐火砂。中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20~3.25,显微硬度为2840~33...
碳化硅又名碳硅石、金刚砂,是一种无机物,化学式为SiC,是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加shiyan等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物,莫桑石。在C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中,碳化硅为应用广泛的一种,可以称为金钢砂或耐火砂。中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20~3.25,显微硬度为2840~3320kg/mm2。
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