碳化硅是当下最为炽热的赛道之一，据不完整统计，仅在2022年，海内新立项/签约的碳化硅名目就跨越20个，总投资范围跨越476亿元。此中，装备手脚碳化硅财产链中的主要一环，在快速成长。
究竟上，海内涵资料发展、切磨抛设备和表征装备等方面都须要依靠入口，部门装备型号及革新速率首要受限于其异国家的战略，致使海内厂商出产本钱居高不下，产能供应无限，且手艺才能也落伍于大型国际进步前辈程度，设备国产化势在必行。（在此布景下，华夏粉体网将于2023年6月14日在江苏姑苏举行第二届半导体行业用陶瓷资料手艺钻研会，届时，来自华夏电子科技团体公司第四十八研讨所的高等工程师杨金将带来题为《碳化硅芯片关头设备及高机能陶瓷零零件国产化利用》的陈述，接待报名参会）。
SiC单晶衬底步骤凡是触及到高纯碳化硅粉体系体例备、单晶发展、晶体切割研磨和抛光等工序进程，实现向下流的衬底供货。
SiC内涵步骤则比力繁多IM体育官方网，首要实现在衬底长进行内涵层的制备，采取内涵层厚度手脚产物的差别系列供货，差别厚度对应差别耐压品级的器件规格，寻常等1μm对应100V摆布。
SiC器件封装步骤首要停止芯片流动、引线封装，办理散热和靠得住性等题目，绝对来说海内成长比较能干，由此实现SiC器件的制备，下一步加入编制产物和利用步骤。
因为SiC资料具有高硬度、高熔点、高密度等特征，在资料和芯片制备实践中，生活少许建设工艺的特别性，如单晶采取物理气相传输法（升华法），衬底切磨抛加工进程十分迟缓，内涵发展所需温度极高且工艺窗口很小，芯片制程工艺也须要低温高能装备制备等。
因为SiC工艺的特别性，守旧用于Si基功率器件制备的装备已不克不及满意需要，须要增添少许公用的装备手脚支持，如资料制备中的碳化硅单晶发展炉、金刚线多线切割机装备，芯片制程中的低温高能离子注入、退火激活、栅氧制备等装备。在图形化、刻蚀、化学掩膜堆积、金属镀膜等工艺段，只要在现有装备调高整参数，根本上不妨兼容合用。
SiC单晶发展首要有物理气相运送法（PVT）、低温化学气相堆积法和溶液改变法。今朝财产上首要以PVT方式为主，PVT方式首要是将高纯的SiC粉末在高暖和极低真空下停止加热升华，在顶部籽晶上固结成流动取向晶格构造的单晶IM体育官方，这类方式今朝成长比较能干，但出产比较迟缓，产能无限。
采取PTV法发展碳化硅晶体的装备为长晶炉，该装备在包管满意计算手艺央浼根底上，还要注重到长晶炉零件在碳化硅晶体发展中履历的刻薄前提，譬喻：晶体发展室及石墨坩埚等热场焦点组件需具有承担2500℃低温的才能；长晶炉加工制工作艺的紧密央浼，即央浼反映室及炉体存在优良的密封性和隔热性，等等。恰是这些缘由，导致长晶炉的构造和计算变得极为丰富。
以后有两种工艺体例：一是采取金刚线多线切割机切割后再停止研磨，另一种采取激光辐照剥离手艺后停止外表处置。多线切割工艺体例是今朝最经常使用的体例。
大型国际上SiC晶体切割装备厂家以瑞士的梅耶伯格（Mreceptorr Buger）和日本的高鸟（Tacatori）公司为代表，目火线m/min，按照工艺需要乃至还能到达更高。海内首要装备厂家包罗华夏电子科技团体公司第四十五研讨所、唐山晶玉和湖南宇晶等，国产装备在切割效力、加工精度、靠得住性和工艺成套性等方面与外洋装备有必定分歧，100～150美眉SiC晶体切割装备线m/min。
今朝倒角装备大型国际上首要供给商有日本东京紧密和Daitron，此中东京紧密半导体倒角机内行业内手艺进步前辈，已构成W-GM系列全主动晶圆倒角机，墟市据有率达90%以上。海内处置半导体晶圆倒角装备研制的企业有华夏电子科技团体公司第二研讨所和北京科翰龙半导体公司。华夏电子科技团体公司第二研讨所今朝已失败研发DJJ**0和DJJ**0A两款倒角机型，不妨满意50～100美眉半导体晶圆的倒角工艺，成立了砷化镓、锑化铟和碲锌镉等半导体晶圆的倒角工艺常识库，主动化水平和倒角精度等均到达东京紧密沟通的程度。
碳化硅的磨抛装备分为粗磨和细磨装备，粗磨方面国产装备根本不妨满意加工需要，然则细磨方面首要推销来自于日本不贰越、英国index-ischool、日本ballroom等公司的装备，采取装备与工艺打包发卖的体例，极大的增添了工艺厂商的利用本钱和保护本钱。海内的碳化硅磨抛装备厂商首要包罗华夏电子科技团体公司第四十五研讨所、深圳东荣和浙江名正。
SiC芯片普通起首在4H-SiC衬底上更生长一层高质料低缺点的4H-SiC内涵层，其厚度决议器件的耐压强度，装备为SiC内涵发展炉，该工艺发展温度须要到达最高1700℃，还触及到多种丰富氛围情况，这对装备构造计算和掌握带来很大的应战。
大型国际上支流的商用SiC资料同质内涵发展装备机型划分为德国Aixtron公司的G5WW机型、意大利LPE公司的PE1O6机型和日本Nucombust公司EPIREVOTM S6机型，都可以或许满意100～150美眉SiC晶片的内涵发展工艺。
SiC功率芯片的建设工艺过程根本与Si基功率器件相似，须要颠末洗濯、光刻、堆积、注入、退火、氧化、钝化断绝、金属化等工艺过程。在工艺装备方面，首要触及洗濯机、光刻机、刻蚀装备、LPCVD、蒸镀等通例装备和低温高能离子注入机、低温退火炉、低温氧化炉等特别公用装备。
在SiC出产线中，低温高能离子注入装备是权衡出产线是不是具有SiC芯片建设才能的一个标记；以后利用比较支流的装备首要有M56700⑵/UM、IH⑻60D/PSIC和IMPHEAT等机型。
SiC注入实现后，须要采取退火体例停止离子激活和晶格毁伤处置。装备须要最低温度达2000℃，恒温区平均性≤±5℃的半导体炉管装备。SiC低温退火海内利用比较能干的装备有R2120⑶/UM、Activator150、AileSiC⑵00等。
SiC氧化温度凡是在1300～1400℃下停止，随同氧气、二氯乙烯（DCE）、一氧化氮等丰富氛围情况，通例的石英管式炉已不克不及满意合用，现支流体例采取公用的加热炉体计算，配套高纯碳化硅资料工艺炉管，杀青存在低温***净耐侵蚀反映腔的SiC低温氧化炉计算。SiC低温氧化海内利用比较能干的装备有Ox-idSiC⑹50、M5014⑶/UM和Oxidation150等。
另外，在图形化、刻蚀、金属化等工艺装备方面，多个能干的Si工艺已失败改变到SiC。但是碳化硅资料特征须要开辟一定的工艺，其参数必需优化和调换，在装备方面只要做细小的更换或定制功效开辟。
洗濯工艺是半导体系体例程的主要步骤，也是浸染半导体器件良率的主要身分，今朝大型国际上以东京电子和迪恩士（DNS）为代表的洗濯装备厂商不妨不变PRE（去除颗粒结果）做到45～28nm。盛美半导体手脚海内单片洗濯装备进步前辈企业不妨不变在45nm工艺节点且在大型国际大厂已失败利用。海内其余洗濯装备厂商包罗华夏电子科技团体公司第四十五研讨所、朔方华创和至纯科技等。
据Yole展望，2025年环球碳化硅功率半导体墟市范围将到达25.62亿美圆，2019⑵025年均复合增加率跨越30%。跟着SiC财产加紧成长和自立化需要，设备国产化势在必行、生长空间庞大。海内涵衬底、内涵、芯片等方面财产结构根本成型，但在关头设备方面与外洋仍生活分歧，处于跟跑状况；SiC须要办理高本钱和高靠得住性题目，大尺寸、高效率、低毁伤及新工艺方式是将来行业装备成长的趋向。
