碳化硅衬底

阅读量：691

思莱克碳化硅衬底作为半导体核心材料，具有高禁带宽度、高热导率、高击穿场强及高电子迁移率等特性，其制备工艺包括高纯碳化硅粉合成、晶体生长、晶锭加工、晶圆切片、研磨、抛光、清洗等，在新能源、光伏、等领域发挥着关键作用。

信息介绍特点优势工艺应用案例展示技术参数

碳化硅衬底的信息介绍

碳化硅（SiC）衬底是第三代半导体材料的核心基础。目前市场上主流的碳化硅衬底尺寸为6至8英寸。广泛应用于新能源、光伏、5G通信、人工智能、物联网等领域。具有高禁带宽度（≤ 3.2eV）、高热导率（4.9W/cm・K）、高击穿电场强（2~4 MV/cm）、高电子饱和漂移速度的特性。

高禁带宽度	高热导率	高击穿电场强	高电子饱和漂移速度
禁带宽度达≤ 3.2eV，在高温、高功率应用中优势明显。可提高能源转换效率、降低损耗。	热导率为 4.9W/cm・K，散热性能优异，能降低芯片温度、减少热失效风险、延长设备寿命。	高击穿电场强度约为 2~4 MV/cm，耐高压能力是硅的10倍，可减少设备体积重量、降低导通电阻、提高稳定性和可靠性。	适合高频应用，可减少信号传输延迟、提高速度和质量，与传统硅基射频器件相比，具有更低噪声系数和更高功率附加效率。

粉料合成 → 晶体生长（PVT法）→ 晶锭加工 → 晶圆切片 → 晶圆加工 → 碳化硅衬底

碳化硅粉料合成

高纯硅粉（纯度 99.9999%）与碳源（石油焦或石墨）在高温催化反下合成碳化硅粉末，此粉末是晶体生长的原料，其粒度、纯度直接影响晶体质量。

碳化硅粉末.webp

碳化硅粉料

碳化硅晶体生长

高纯度碳化硅粉末装入等静压石墨坩埚，顶部放置籽晶，在2000°C以上高温，加热升华。固态碳化硅粉末(SiC)升华成Si、Si₂C、SiC₂等气相物质，在惰性气体环境下与籽晶相遇。在籽晶表面结晶生长出单晶。最后通过晶体生长炉利用温度梯度，控制晶体生长的热量传递。缓慢降温，得到圆柱形碳化硅晶锭。

碳化硅晶体生长材料设备.webp

晶体生长的材料与设备

碳化硅晶锭加工

使用X射线衍射确定晶向，标记碳化硅晶锭的切割方位。切除碳化硅晶锭两端（存在多晶或高缺陷区域）。金刚石砂轮将碳化硅晶锭外圆磨削至标准直径。

碳化硅晶锭.webp

碳化硅晶锭

碳化硅晶圆切片

用金刚石线锯或内圆切割机，沿着特定的晶向高速切割，将碳化硅晶锭切割成薄片。

碳化硅晶圆加工

研磨、抛光是将碳化硅晶圆表面加工至原子级光滑平面晶圆。承担着高效材料去除和超精密表面成型的核心职能。陶瓷研磨盘表面镀上金刚石涂层研磨使表面粗糙度降至μm级。陶瓷抛光盘，配合精密抛光机，获得纳米级光滑表面。

碳化硅晶圆.webp

碳化硅晶圆

碳化硅衬底清洗检测

经过研磨和抛光后的碳化硅衬底，表面虽然已经达到了很高的平整度，但仍然可能残留着一些有机污染物、金属污染物以及微小的颗粒。为了确保衬底的洁净，我们需要进行严格的清洗，确保外延或器件制造的表面质量，清洗后通过形貌、晶体缺陷、电学性能等多维度检测验证碳化硅衬底质量。

8英寸碳化硅衬底.webp

碳化硅衬底

碳化硅衬底,碳化硅单晶衬底,碳化硅晶圆衬底.webp

8英寸N型碳化硅衬底 - 产品规格
属性	规格			单位
属性	P	R	D	单位
直径	200±0.5			mm
厚度	500/350(- 25,25)			μm
表面偏离晶向	4°toward [11-20]±0.5°
缺口方向	Perpendicular to the [11-20]±5°
边缘排除	3			mm
翘曲度	≤40	≤100		μm
弯曲度	±25	±60	±80	μm
总厚度偏差	≤10	≤15		um
位错密度-EPD	≤7000	≤12000	无要求	/cm2
位错密度-TSD	≤500	≤1000		/cm2
位错密度-BPD	≤1300	≤2000		/cm2
微管密度	≤1	≤5		/cm2
高强度光照多型性	4H 100%	4H 95%		% area
电阻率	0.015-0.028			Ω .cm
表面粗糙度（Si）	<0.2			nm
表面粗糙度（C）	<2			nm
高强度光刻板	无	≤5ea, Edge 3mm inside, a single size <0.3mm		nm
残留金属污染 (Al,Cr, Fe, Ni, Cu, K, Ti &Mn)	<5E10	<1E11		atoms/cm2
封装	多晶圆盒/单晶圆盒

相关推荐
碳化硅衬底工艺	什么是碳化硅	碳化硅晶锭	碳化硅籽晶衬底