SiC和Si产线差异和转换

来源：半导体芯科技编译

SEMI最近与PowerAmerica联盟的执行董事兼首席技术官Victor Veliadis合作，举办了一次题为SiC-碳化硅材料特性、制造基础知识和关键应用的在线研讨会。在接受《半导体工程》采访时，Veliadis详细介绍了SiC制造工艺和Si工艺的差异的一些要点。

Etch蚀刻工艺。SiC在化学溶剂中呈现惰性，只有干法蚀刻可行。掩膜材料、掩膜蚀刻的选择、混合气体、侧壁斜率的控制、蚀刻速率、侧壁粗糙度等都需要重新开发。

Substrate thinning衬底减薄。对于SiC低电阻或厚外延处理（材料硬度要求特殊配方）。CMP用于精细平整度控制。

Doping掺杂工艺。由于碳化硅熔点高，掺杂剂扩散常数低，传统的热扩散在碳化硅中并不实用。评估注入种类、剂量、能量、温度、掩蔽材料等。SiC注入后再结晶和注入物激活退火方法（炉内、RTA等）、温度、升温速率、持续时间、气体流量等。选择退火保护层，最大限度地减少SiC晶片表面退化。CMP可用于压平硅片，减轻高温退火的影响。

Metallization关于金属化。针对SiC需要评估CTE匹配的金属，选择抗蚀剂类型，开发底部剥离轮廓，金属蒸发和剥离，溅射金属沉积和干法蚀刻。

Ohmic contact formation欧姆触的形成。SiC/金属阻隔层的高值导致了整流接触。对于欧姆接触，需要进行金属沉积后退火。优化退火温度、升温速率、持续时间、气体流量，保持表面质量。

Gate oxides栅极氧化物。较差的SiC/SiO2界面质量会降低MOS反转层的迁移率。开发钝化技术，以提高SiC/SiO2界面质量。

Transparent wafers透明晶圆。这使得CD-SEM和计量测量变得复杂，因为焦平面是通过使用光学显微镜来确定的。其他工具需要软件/增益/硬件调整，以转移到SiC不透明的波长。需要SiC计量/校验工具。

Relative lack of flatness in SiC wafers SiC晶圆相对缺乏的平整度。这可能会使光刻和其他加工复杂化，特别是高压器件（厚漂移外延层）。高温工艺会进一步降低晶圆的平整度。CMP可以在制造的不同的制造阶段使晶圆变平。

Insulation dielectrics 绝缘电介质。厚的电介质被沉积在SiC中。评估沉积的介质缺陷对边缘终端和器件可靠性的影响。

Veliadis认为，传统IDM通过调整现有工艺，针对SiC的材料特性进行特定的工艺开发和优化，并达到合格标准后，另需购买一些关键的新设备，现有成熟的Si产线可转化为SiC产线。比如，一条150mm的硅制造生产线转化为SiC生产线，费用大约为2000万美元。

审核编辑 黄昊宇