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目前碳化硅衬底一般是通过化学气相沉积生长的，这会导致广泛的亚表面缺陷，如堆叠缺陷和微管。在随后的外延生长过程中，晶体断层可以传播。此外，由于SiC是一种脆性材料，它更容易受到划痕和凹坑等表面缺陷的影响，这些缺陷会影响整个芯片。
此外，SiC芯片在处理过程中容易断裂，锯切到模具中会引入更多的裂纹机会，这些裂纹可能会传播。因此，在整个衬底、外延生长与晶圆制造过程中进行检测测试是至关重要的。整个环节所需的测试成本也非常的高。
近日，半导体测试解决方案专业品牌蔚华科技携手旗下数字光学品牌南方科技,共同推出业界首创的JadeSiC-NK非破坏性缺陷检测系统,采用先进非线性光学技术对SiC衬底进行全片扫描,找出衬底内部的致命性晶体缺陷,用以取代现行高成本的破坏性KOH(氢氧化钾)蚀刻检测方式,可提升产量并有助于改善制程。
据南方科技的信息，若以每个SiC晶锭需蚀刻2片衬底来计算,JadeSiC-NK可为具有100个长晶炉的衬底厂省下每年5600万因蚀刻而损耗的成本。
第三代半导体的衬底材料质量决定下游芯片的可靠度及性能优劣,但SiC长晶速度较慢,且衬底晶体缺陷只能以破坏性的KOH蚀刻方式进行抽样检测,使得SiC芯片制程成本居高不下,目前全球主要衬底厂皆积极投资产能扩充并改善制程,加速产业布局以抢攻市占率。
衬底厂与组件厂若能在制程中对材料做全面非破坏性检测,不仅可减少原本KOH蚀刻的有害化学溶液使用量,更能及早发现问题,进而有效改善制程、提升良率,进而在第三代半导体市场中展现绝佳优势。
JadeSiC-NK以非线性光学检测取代现行破坏性KOH蚀刻可降低成本提高产能南方科技总经理王嘉业表示,目前市场上的光学技术只能检测表面非晶体缺陷,JadeSiC-NK系统采用先进的非线性光学技术,可对全片衬底表面到特定深度进行扫描,反应晶体结构信息,提供晶体缺陷密度及其分布状况,让客户有效掌握衬底质量,未来生产出的组件质量与效能也能更加稳定。
王嘉业进一步说明,JadeSiC-NK非破坏性缺陷检测系统专注在稳定且有效地找出衬底中的致命性晶体缺陷(BPD, TSD, MicroPipe, Stacking Fault),相较现行将SiC晶锭切片后取上下二片衬底进行检测的KOH蚀刻方式,可大幅节省检测时间与衬底成本。
此外,JadeSiC-NK也可针对同一个晶锭进行100%的晶圆检查,进行详细的晶锭分析和批次追踨分析,协助客户在高技术门槛的第三代半导体市场加速制程及产量优化。
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