
SiC 沟槽技术
内容介绍
从宏观上,AI和电动汽车为代表的新一代技术和应用,必然将对全球能源供应产生巨大压力,长期来看“能源约束”必然会成为制约先进技术发展和领域渗透的关键因素,也就引致了重塑整个能源体系结构的巨大需求。
SiC作为一种宽禁带材料天然具有更高的耐压,由它制作的电力电力器件相对于传统Si基器件,可以以更高的频率和更宽的温度区域内处理高压电流,在模组层面可以显著的降低损耗、重量和体积,并且SiC还拥有一个更长远的roadmap,这些都使SiC材料在未来能源技术变革当中极具优势。

材料性能层面:
1 其介质击穿场强是硅的 10 倍,可降低功率损耗。
2 其电子饱和速度是硅的 2 倍,可使器件实现更快的开关速度。
3 其带隙宽度是硅的 3 倍,不需要大的Ron来提升耐压,可降低大功率器件的损耗。
4 其热导率是Si的四倍,具有耐高温性,提高了器件的集成度和功率密度。


成本是目前影响这种材料走向应用的重大限制之一,因此通过沟槽栅(Trench-Gate)来缩小芯片的表面积,让单个晶圆能产出更多的芯片成为产业界降成本的主要手段。除了成本考量之外,Trench-Gate还可以避免寄生Jfet带来的额外体电阻,以及英飞凌还通过沟槽来选择更好晶面来改善栅氧界面的缺陷密度。
在以上背景下,在Trench 的刻蚀中如何应对SiC仅次于金刚石的超高的硬度(莫氏硬度9.5),以高效的实现工艺的具体形貌要求,就成为了产业界一个重大的难题。特别是国内市场,正在处于SiC-Trech-Gate实现技术突破和量产的关键阶段,更需要本土的设备厂商提供更多特色工艺的支持,共同实现半导体技术上的“弯道超车”。


国内目前尚未完全攻克SIC-TRENCH难点
·高硬度,应力问题大垂直度不佳、侧壁粗糙度高底部rouding控制
·刻蚀均匀性难以保证
·衬底损伤
