碳化硅芯片为何难造?20+关键设备Q&A全解析!


来源:中国粉体网   平安

[导读]  碳化硅芯片关键装备揭秘

中国粉体网讯  


Q:碳化硅材料及器件整线工艺大致可分为哪几个阶段?


碳化硅材料及器件整线工艺大致可分为以下几个阶段:


1)晶体生长及晶体加工;

2)芯片制造和芯片封装。


以碳化硅MOSFET工艺为例,整线关键工艺设备共20多种。


Q:碳化硅晶体生长及加工关键设备主要包括哪些?


  • 碳化硅粉料合成设备

  • 碳化硅单晶生长炉

  • 金刚石多线切割机

  • 碳化硅研磨机

  • 碳化硅抛光机


Q:碳化硅粉料合成设备主要技术难点体现在哪些方面?


高温高真空密封与控制、真空室水冷、真空及测量系统、电气控制系统、粉料合成坩埚加热与耦合技术。


Q:碳化硅单晶生长炉主要技术难点体现在哪些方面?


高温大尺寸设备高真空密封与控制、坩埚选择结构设计与密封技术、分子级线圈精密升降机构设计与控制、大尺寸坩埚加热与耦合技术、气体输运与混合控制技术等。


Q:金刚石多线切割机主要技术难点体现在哪些方面?


主轴系统设计制造、旋转摆动系统设计制造及摆动切割过程控制、移动布线系统技术、张力调节系统技术及算法、收/放线轮系统技术等。


Q:碳化硅研磨机主要技术难点体现在哪些方面?


高硬度材料减薄厚度的精确测量及控制,磨削后晶圆表面出现损伤层、微裂纹和残余应力,SiC晶圆减薄后产生比Si晶圆更大的翘曲现象,薄晶圆传输中的碎片问题等。


Q:碳化硅抛光机主要技术难点体现在哪些方面?


大尺寸高精度抛光盘设计、制造及装配技术,工作台振动控制验证平台设计及振动技术,抛光盘温度控制技术,循环水路设计技术,自适应承载器技术,抛光头加压传动技术等。


Q:碳化硅芯片制造及封装关键设备主要包括哪些?


  • 碳化硅外延炉

  • 干法刻蚀机

  • 高温离子注入机

  • 高温退火炉

  • 高温氧化炉

  • 背面减薄机


Q:碳化硅外延炉主要技术难点体现在哪些方面?


感应加热系统设计、喷淋技术、气浮传动技术、电磁隔离技术、工艺气体无扰动切换等。


Q:碳化硅干法刻蚀机主要技术难点体现在哪些方面?


高洁净抗腐蚀工艺腔体设计与制造、高性能等离子体源技术等。


Q:高温离子注入机主要技术难点体现在哪些方面?


离子源技术、高温靶室技术等。


Q:高温退火炉主要技术难点体现在哪些方面?


高温炉膛热场设计制造工艺,快速升温、降温与控温技术等。


Q:高温氧化炉主要技术难点体现在哪些方面?


无金属加热技术、抗氧化无污染高温炉膛设计与制造、高温氧化工艺等。


Q:背面减薄机主要技术难点体现在哪些方面?


高硬度材料减薄厚度的精确测量及控制,磨削后晶圆表面出现损伤层、微裂纹和残余应力,SiC晶圆减薄后产生比Si晶圆更大的翘曲现象。


参考资料:高德平等:碳化硅材料及器件的制造装备发展现状,中电科电子装备集团有限公司


(中国粉体网编辑整理/平安)

注:图片非商业用途,存在侵权告知删除!


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作者:平安

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