晶圓生產(chǎn):包含硅提煉及提純、單晶硅生長(zhǎng)、晶圓成型三個(gè)步驟,目前國際主流是8英寸晶圓,部分晶圓廠12英寸產(chǎn)線逐步投產(chǎn),晶圓尺寸越大,良品率越高,最終生產(chǎn)的單個(gè)器件成本越低,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力越大芯片設(shè)計(jì):IGBT制造的前期關(guān)鍵流程,目前主流的商業(yè)化產(chǎn)品基于Trench-FS設(shè)計(jì),不同廠家設(shè)計(jì)的IGBT芯片特點(diǎn)不同,表現(xiàn)在性能上有一定差異芯片制造:芯片制造高度依賴產(chǎn)線設(shè)備和工藝,全球能制造出頂尖光刻機(jī)的廠商不足五家;要把先進(jìn)的芯片設(shè)計(jì)在工藝上實(shí)現(xiàn)有非常大的難度,尤其是薄片工藝和背面工藝,目前這方面國內(nèi)還有一些差距器件封裝:器件生產(chǎn)的后道工序,需要完整的封裝產(chǎn)線,核心設(shè)備依賴進(jìn)口。
IGBT為垂直導(dǎo)電大功率器件,IGBT晶圓厚度決定了其器件的耐壓水平。由于IGBT晶圓原材料厚度較厚,只適用于生產(chǎn)高壓IGBT芯片,對(duì)于中低壓IGBT芯片,需要使用減薄工藝對(duì)IGBT晶圓進(jìn)行減薄。減薄工藝是使用帶有一定大小顆粒的研磨輪對(duì)晶圓進(jìn)行研磨,研磨后會(huì)在晶圓表面產(chǎn)生凹凸不平的研磨紋,晶圓表層內(nèi)部結(jié)構(gòu)將會(huì)被破壞,產(chǎn)生大量暗紋、缺陷(損傷層),這些暗紋和缺陷分布在晶圓表層一定的厚度內(nèi),且分布不規(guī)則、不均勻。這些缺陷在IGBT芯片中會(huì)產(chǎn)生載流子復(fù)合中心,不均勻的缺陷分布會(huì)使IGBT芯片電學(xué)性能不穩(wěn)定,而且缺陷與暗紋會(huì)造成應(yīng)力,應(yīng)力會(huì)使減薄后的晶圓彎曲,翹曲度變大,給后續(xù)工藝帶來較大的困難。