实现汽车行业严格的零缺陷目标正成为碳化硅衬底制造商面临的一大挑战,他们正在努力实现足够的良率和可靠性,因为他们从 150 毫米晶圆迁移到 200 毫米晶圆并将重点从纯硅转移。
碳化硅是硅和硬质碳化物材料的组合,由于其宽带隙,它已成为电池电动汽车的关键技术。与硅相比,碳化硅在更高的功率、更高的温度和更高的开关频率下工作。可以利用这些特性来增加电动汽车电池的续航里程并缩短充电时间。
碳化硅仍在不断发展,早期缺陷检测有助于提高产量。尽管与平面结构相比,沟槽结构的生产仍然更加复杂,但这两种设备都已在商业系统中实现,并且新一代设备即将到来。 “测试和分析设备对于提高产量至关重要。 “在流程早期检测缺陷并了解其来源可以节省成本并改进流程。”
在晶圆级,高通量表面缺陷检测有助于检测各种类型的缺陷,例如晶体堆垛层错、微管、凹坑、划痕、污点和表面颗粒。 “碳化硅晶片的透明度和高反射率使这一步具有挑战性。在外延层面,大晶圆尺寸下的高运行重现性和更好的均匀性是强制性的。使用表面检测和光致发光准确快速地检测和分类缺陷的能力可以降低杀伤率。器件级的栅极氧化物问题可以通过时间相关介质击穿 (TDDB) 检测技术来检测。较低的吞吐量、复杂性和原始检测工具会增加生产成本,但它们也可以优化过程并最终提高产量。此外,业界正在研究 200mm SiC。过渡到更大的晶圆需要在检查和测试阶段付出额外的努力。
碳化硅向 200 毫米晶圆技术的过渡增加了其他问题,解决所有错误需要时间。
碳化硅在各种应用中都有很高的需求,特别是在汽车领域,但识别和控制缺陷的过程仍然需要一些工作。部分原因是转向更大的晶圆尺寸,相比之下,体硅从 200 毫米到 300 毫米的斜坡很难。由于 SiC 越来越多地用于安全关键应用中,其中缺陷可能导致人员伤亡,以及汽车应用中,通过提高产量来降低成本的压力极大,这一事实使情况更加复杂。
所有这一切都需要时间,但市场前景强劲。因此,从商业的角度来看,有强烈的动力来快速解决这些问题,而且不乏希望这样做的公司。