더미, 연구, 생산 등급 SiC 기판 간의 차이점

SiC 기판은 3세대 반도체 소자 제조의 핵심 소재다. 품질 등급 분류는 반도체 장비 개발, 공정 검증, 대량 생산 등 다양한 단계의 요구 사항에 정확히 일치해야 합니다. 업계에서는 일반적으로 SiC 기판을 더미, 연구 및 생산 등급의 세 가지 범주로 분류합니다.  이 세 가지 유형의 기판 간의 차이점을 명확하게 이해하면 특정 응용 분야 요구 사항에 맞는 최적의 재료 선택 솔루션을 얻는 데 도움이 될 수 있습니다.

1. 더미급 SiC 기판

더미 등급 SiC 기판은 세 가지 범주 중 품질 요구 사항이 가장 낮습니다. 일반적으로 크리스탈 막대의 양쪽 끝부분에 있는 낮은 품질의 세그먼트를 사용하여 제조되며 기본적인 연삭 및 연마 공정을 통해 가공됩니다.

웨이퍼 표면이 거칠고 연마 정확도가 부족합니다. 결함 밀도가 높고 나사형 전위와 마이크로파이프가 상당한 비율을 차지합니다. 전기적 균일성이 좋지 않으며 전체 웨이퍼의 저항률과 전도성에 뚜렷한 차이가 있습니다.  따라서 뛰어난 비용 효율성 이점을 가지고 있습니다. 단순화된 처리 기술로 인해 다른 두 기판보다 생산 비용이 훨씬 저렴하고 여러 번 재사용할 수 있습니다.

더미 등급 탄화규소 기판은 반도체 장비 설치 중 용량 충진, 장비 사전 작동 단계 중 매개변수 교정, 공정 개발 초기 단계의 매개변수 디버깅, 운영자를 위한 장비 작동 교육 등 품질에 대한 엄격한 요구 사항이 없는 시나리오에 적합합니다.

2. 연구 등급 SiC 기판

연구등급의 품질 포지셔닝SiC 기판더미 등급과 생산 등급 사이에 있으며 R&D 시나리오의 기본 전기 성능 및 청결도 요구 사항을 충족해야 합니다.

결정 결함 밀도는 더미 등급보다 현저히 낮지만 생산 등급 표준을 충족하지 않습니다. 최적화된 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 통해 표면 거칠기를 제어하여 평활도를 크게 향상시킵니다. 전도성 또는 반절연 유형으로 제공되는 이 제품은 웨이퍼 전반에 걸쳐 전기적 성능 안정성과 균일성을 나타내어 R&D 테스트의 정밀 요구 사항을 충족합니다.  따라서 비용은 더미 등급과 생산 등급 SiC 기판 사이에 있습니다.

연구 등급 SiC 기판은 실험실 R&D 시나리오, 칩 설계 솔루션의 기능 검증, 소규모 공정 타당성 검증 및 공정 매개변수의 개선된 최적화에 사용됩니다.

3. 생산 등급 SiC 기판

생산등급 기판은 반도체 소자 양산에 필요한 핵심 소재다. 순도가 99.9999999999% 이상인 최고 품질 카테고리이며, 결함 밀도가 극히 낮은 수준으로 제어됩니다. 

고정밀 화학기계연마(CMP) 처리를 거쳐 치수 정확도와 표면 평탄도가 나노미터 수준에 도달하고 결정 구조가 완벽에 가깝습니다. 이 제품은 전도성 및 반절연 기판 유형 모두에 걸쳐 균일한 저항률로 탁월한 전기적 균일성을 제공합니다. 그러나 엄격한 원자재 선택과 복잡한 생산 공정 제어(높은 수율 보장)로 인해 생산 비용이 세 가지 기판 유형 중 가장 높습니다. 

이러한 유형의 SiC 기판은 SiC MOSFET 및 쇼트키 배리어 다이오드(SBD)의 대량 생산, GaN-on-SiC RF 및 마이크로파 장치의 제조, 고급 센서 및 양자 장비와 같은 고급 장치의 산업 생산을 포함하여 최종 출하 반도체 장치의 대규모 제조에 적합합니다.