導讀

碳化硅制造建立在現有的生產方法之上，但需要全新的工藝，用來提高產量和降低成本，保證在生產過程中每個階段的最高質量。

安森美碳化硅（SiC）學習月相關活動正在如火如荼進行中。今天我們要從工藝制造技術的角度，帶您走近碳化硅。

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工業和汽車是中功率和大功率電子元器件的兩個大市場。隨著諸如IGBT的現有技術與碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等技術相結合，工業、汽車和其他電氣化趨勢正在重塑其應用的領域，借助這種趨勢，SiC二極管和MOSFET以及功率模塊快速發展，使得以電機驅動和逆變器為主要構成的應用受益。

包括SiC在內的寬帶隙功率半導體技術正在重新定義能源基礎設施。

它的焦點主要集中在能源的產生、傳輸和消耗的效率上。得益于這些新材料優勢，工程師們可以提高器件功率密度、轉換效率，從而提升能源基礎設施的整體效能。

SiC在哪些方面效果最好？

沒有一種技術可以適用于所有的電力應用。安森美于2004年開始SiC的研發之路，截至目前公司旗下的SiC產品包括M1、M2和M3S SiC MOSFET系列以及SiC二極管 D1、D2和D3系列。這些產品涵蓋從650V到1700V的電壓等級，能夠為充電樁，電動汽車、光伏、5G通信，工業等領域帶來顯著優勢。并且通過對這些產品進行組合，安森美可以為任何特定需求提供優異解決方案。

安富利作為安森美的合作伙伴之一，可以幫助安森美更好地向客戶展示產品優勢，提出最適合客戶的SiC解決方案，使產品應用獲得更優異的性能。。

安森美的高級產品經理JON在采訪中提到（點擊此處，查看視頻）：SiC影響著可再生能源、電動汽車的市場發展，導致市場對SiC MOSFET和SiC二級管的需求越來越大。為滿足需求，安森美建立了優質的SiC供應鏈，從端到端、襯底至模塊全覆蓋，掌握著全流程SiC制造價值鏈，為客戶提供所需供應保證。

打造優質的SiC供應鏈

碳化硅制造工藝需要在碳基器件的制造基礎上，結合特性對每個階段進行開發，力求最大程度地減少產品缺陷，提升良品率。而這正是安森美的專注之處，公司致力于檢測和消除制造過程中每個階段的缺陷，從而幫助客戶減輕生產壓力。

安森美認為，提高器件質量的一個關鍵環節是管理外延層，因為外延層定義、控制著器件的大部分工作特性。公司獨有的外延層技術，有助于使其器件處于行業的前沿地位。

除此之外，安森美為現代電力電子器件開發了基于物理、可擴展的SPICE建模方法，并調整了現有的功率模型，使其適用于SiC器件。這種方法在SPICE、物理設計和工藝技術之間建立了直接聯系，為后續高質量生產提供了幫助。

SiC需要一個端到端的供應鏈

歷經十幾年的布局，安森美現在已經發展成為一個完全集成式的SiC制造商，并通過對相關工藝的把控，實現碳化硅制造的高質量和可靠性。

在碳化硅的制造中，首先要制造碳化硅晶錠（boule），將其切成晶圓（wafer）。在這個階段，安森美應用其外延層來定義半導體的特性。帶有外延層的晶圓采用平面工藝進行加工，之后晶圓就會被切成小塊，用于制造二極管、MOSFET和模塊。

接著，安森美會在外延層生長前后進行缺陷掃描。所有裸片（die）都要經過100%的雪崩測試，從而識別潛在的失效。之后還會進行產品級老化測試，避免外在的柵極氧化層失效。

通過重復、連續的操作測試，創建了一個仿真實世界的應用程序來對設備進行真實的功能檢驗，包括硬開關的連續傳導模式下，在各種電壓和開關頻率、結溫下操作器件。

由于SiC晶體層級亦可能有缺陷，因此也常使用“視覺檢查”來檢測晶圓缺陷，并使用雪崩測試和老化測試進行晶圓級檢查，以確保碳化硅和氧化硅之間的純凈。這系列操作使得柵極電壓在高溫下承受了壓力，從而保證了出廠產品的質量。

憑借端到端的供應鏈優勢，安森美在碳化硅制造過程中的每個階段都建立了行業領先的質量程序，用來及時發現缺陷，保障高質量生產。

依托這種高質量水準，安富利和安森美已經做好滿足您對功率半導體所有需求的準備。

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