碳化硅学习月丨把控高质量工艺，探寻全流程SiC价值链

 

 

导读

 

碳化硅制造建立在现有的生产方法之上，但需要全新的工艺，用来提高产量和降低成本，保证在生产过程中每个阶段的最高质量。

 

安森美碳化硅（SiC）学习月相关活动正在如火如荼进行中。今天我们要从工艺制造技术的角度，带您走近碳化硅。

 

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工业和汽车是中功率和大功率电子元器件的两个大市场。随着诸如IGBT的现有技术与碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等技术相结合，工业、汽车和其他电气化趋势正在重塑其应用的领域，借助这种趋势，SiC二极管和MOSFET以及功率模块快速发展，使得以电机驱动和逆变器为主要构成的应用受益。

 

 

包括SiC在内的宽带隙功率半导体技术正在重新定义能源基础设施。

 

它的焦点主要集中在能源的产生、传输和消耗的效率上。得益于这些新材料优势，工程师们可以提高器件功率密度、转换效率，从而提升能源基础设施的整体效能。 

 

 

SiC在哪些方面效果最好？

 

没有一种技术可以适用于所有的电力应用。安森美于2004年开始SiC的研发之路，截至目前公司旗下的SiC产品包括M1、M2和M3S SiC MOSFET系列以及SiC二极管 D1、D2和D3系列。这些产品涵盖从650V到1700V的电压等级，能够为充电桩，电动汽车、光伏、5G通信，工业等领域带来显著优势。并且通过对这些产品进行组合，安森美可以为任何特定需求提供优异解决方案。

 

安富利作为安森美的合作伙伴之一，可以帮助安森美更好地向客户展示产品优势，提出最适合客户的SiC解决方案，使产品应用获得更优异的性能。。

 

安森美的高级产品经理JON在采访中提到（点击此处，查看视频）：SiC影响着可再生能源、电动汽车的市场发展，导致市场对SiC MOSFET和SiC二级管的需求越来越大。为满足需求，安森美建立了优质的SiC供应链，从端到端、衬底至模块全覆盖，掌握着全流程SiC制造价值链，为客户提供所需供应保证。

 

 

打造优质的SiC供应链

 

碳化硅制造工艺需要在碳基器件的制造基础上，结合特性对每个阶段进行开发，力求最大程度地减少产品缺陷，提升良品率。而这正是安森美的专注之处，公司致力于检测和消除制造过程中每个阶段的缺陷，从而帮助客户减轻生产压力。

 

安森美认为，提高器件质量的一个关键环节是管理外延层，因为外延层定义、控制着器件的大部分工作特性。公司独有的外延层技术，有助于使其器件处于行业的前沿地位。

 

除此之外，安森美为现代电力电子器件开发了基于物理、可扩展的SPICE建模方法，并调整了现有的功率模型，使其适用于SiC器件。这种方法在SPICE、物理设计和工艺技术之间建立了直接联系，为后续高质量生产提供了帮助。

 

 

SiC需要一个端到端的供应链

 

历经十几年的布局，安森美现在已经发展成为一个完全集成式的SiC制造商，并通过对相关工艺的把控，实现碳化硅制造的高质量和可靠性。

 

在碳化硅的制造中，首先要制造碳化硅晶锭（boule），将其切成晶圆（wafer）。在这个阶段，安森美应用其外延层来定义半导体的特性。带有外延层的晶圆采用平面工艺进行加工，之后晶圆就会被切成小块，用于制造二极管、MOSFET和模块。

 

接着，安森美会在外延层生长前后进行缺陷扫描。所有裸片（die）都要经过100%的雪崩测试，从而识别潜在的失效。之后还会进行产品级老化测试，避免外在的栅极氧化层失效。

 

通过重复、连续的操作测试，创建了一个仿真实世界的应用程序来对设备进行真实的功能检验，包括硬开关的连续传导模式下，在各种电压和开关频率、结温下操作器件。

 

 

 

由于SiC晶体层级亦可能有缺陷，因此也常使用“视觉检查”来检测晶圆缺陷，并使用雪崩测试和老化测试进行晶圆级检查，以确保碳化硅和氧化硅之间的纯净。这系列操作使得栅极电压在高温下承受了压力，从而保证了出厂产品的质量。

 

凭借端到端的供应链优势，安森美在碳化硅制造过程中的每个阶段都建立了行业领先的质量程序，用来及时发现缺陷，保障高质量生产。

 

依托这种高质量水准，安富利和安森美已经做好满足您对功率半导体所有需求的准备。

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原文标题：碳化硅学习月丨把控高质量工艺，探寻全流程SiC价值链

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