上海瞻芯电子科技有限公司是一家聚焦于碳化硅（ SiC）半导体领域的高科技芯片公司，2017年成立于上海自贸区临港新片区。官方表示，经过三年的深度研发和极力攻关，瞻芯电子成为中国第一家掌握6英寸SiC MOSFET和SBD工艺，以及SiC MOSFET驱动芯片的公司。

碳化硅材料整线关键工艺设备共22种，下面就介绍一下我国碳化硅的发展现状，和碳化硅晶体生长及加工的关键设备。

碳化硅半导体产业发展现状

在我国进行产业升级的浪潮中，SiC材料以其独特的性能得到了越来越多的应用(如: 高功率电力电子、微波射频、人造宝石、光电照明和显示等)随着技术的不断进步发展，价格也在逐步的下探，正迎来历史性的发展机遇。

有专家预测：以SiC材料为代表的第3代半导体材料及器件产业，将是继风能、太阳能之后又一新兴的大产业。

SiC半导体潜在应用领域较为广泛，对新能源汽车、轨道交通、智能电网和电压转换等领域都具有潜在的应用前景。

随着下游行业对半导体功率器件轻量化、高转换效率、低发热特性需求的持续增加，SiC在功率器件中取代Si成为行业发展的必然。

我国是碳化硅最大的应用市场，占据全球近一半的使用量，但是我国的碳化硅产业还很不完善，国内从事碳化硅材料及器件研发制造的多为高校和科研院所，缺乏产业化能力，不过近两年来国内已有少数企业开始进入碳化硅领域,已具备100mm碳化硅晶片产能，碳化硅器件已初步实现量产。

目前，国外宽禁带半导体产业链日趋完整成熟，在开展工艺技术研究的同时，非常重视对宽禁带半导体设备的研发投入，设备先进稳定，工艺水平较高，自动精密控制能力高。

目前国外150mm设备已经进入产业化阶段，并逐步开展200mm设备研发，以及一些新技术路线的导入。

国内宽禁带半导体设备领域，在国家科技项目的大力推动下，我国宽禁带半导体设备正在逐步缩小与国外先进设备的差距:碳化硅半导体设备方面，100-150mm设备已部分实现国产化。但设备的产线应用较少，进而导致设备技术细节和可靠性有待提高，市场认可度较低。

碳化硅材料及器件整线工艺

碳化硅材料及器件可分以下几个阶段

晶体生长及晶体加工、芯片制造和 芯片封装

以碳化硅MOSFET工艺为例，整线关键工艺设备共22种。

1.碳化硅晶体生长及加工关键设备

主要包括:

碳化硅粉料合成设备

用于制备生长碳化硅单晶所需的碳化硅粉料,高质量的碳化硅粉料在后续的碳化硅生长中对晶体质量有重要作用。

主要技术难点：高温高真空密封与控制、真空室水冷、真空及测量系统、电气控制系统、粉料合成坩埚加热与耦合技术。

国内外主要厂商：Cree,Aymont,中国电科二所，山东天岳，天科合达，中科院硅酸盐所，等。

碳化硅单晶生长炉

一般采用物理气相传输法(PVT法)碳化硅粉，料在高温下直接升华，气态反应物输运到低温籽晶表面结晶，形成碳化硅晶体。

主要技术难点：高温大尺寸设备高真空密封与控制、坩埚选择结构设计与密封技术、分子级线圈精密升降机构设计与控制、大尺寸坩埚加热与耦合技术、气体输运与混合控制技术等。

主要厂商：Cree,Aymont,Aixtron，LHT，中国电科二所，山东天岳，天科合达，中科院硅酸盐所，中国电科四十六所，等。

金刚石多线切割机

主要技术难点：主轴系统设计制造、旋转摆动系统设计制造及摆动切割过程控制、移动布线系统技术、张力调节系统技术及算法、收/放线轮系统技术等。

国内外主要厂家：日本高鸟、MeryerBurger、NTC、中国电科四十五所、湖南宇晶、苏州郝瑞特，等。

碳化硅研磨机

主要技术难点：高硬度材料减薄厚度的精确测量及控制，磨削后晶圆表面出现损伤层、微裂纹和残余应力，SiC晶圆减薄后产生比S i晶圆更大的翘曲现象，薄晶圆传输中的碎片问题等。

国内外主要厂家：日本不二越、韩国NTS、美国斯德堡、中电科四十五所、湖南宇晶、苏州赫瑞特，等。

碳化硅抛光机

主要技术难点：大尺寸高精度抛光盘设计、制造及装配技术，工作台振动控制验证平台设计及振动技术，抛光盘温度控制技术，循环水路设计技术，自适应承载器技术，抛光头加压传动技术等。

国内外主要厂家：日本不二越、韩国NTS、美国斯德堡、中电科四十五所、湖南宇晶、苏州赫瑞特，等。

2.芯片制造和芯片封装关键设备

碳化硅外延炉

化学气相沉积(CVD)是目前生长碳化硅外最常用的生长设备，采用硅烷(SiH4) 和(C3Hg)分别作为硅源和碳源，在衬底表面化学反应生成高质量的碳化硅外延层。

主要技术难点：感应加热系统设计、喷淋气浮传动技术、电磁隔离技术、工艺气体动切换等。

国内外主要厂家：Aixtron，LPE,TEL，中国电科四十六所,中科院半导体所，西南电子大学，等。

碳化硅干法刻蚀机

主要技术难点：高洁净抗腐蚀工艺腔体设计与制造、高性能等离子体源技术等。

国内外主要厂商：Sentech、TEL、AMAT 、0xford、北方华创、中微半导体、中科院微电子所，等。

高温离子注入机

主要技术难点：离子源技术，高温靶室技术等。

国内外主要厂商：ULVAC,NISSIN,AMAT,中国电科四十八所，等。

高温退火炉

主要技术难点：高温炉膛热场设计制造工艺，快速升温降温与控温技术等

国外主要厂商：Centrotherm，日本真空，等。

高温氧化炉

主要技术难度：无金属加热技术，抗氧化无污染高温炉膛设计与制造，高温氧化工艺等。

国外主要厂商：Centrotherm，东横化学，等。

背面减薄机

主要技术难点：高硬度材料减薄厚度的精确测量及控制，磨削后晶圆表面出现损伤层、微裂纹和残余应力，SiC晶圆减薄后产生比Si晶圆更大的翘曲现象。

国内外主要厂商：日本不二越、Disco、中国电科四十五所，等。

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