? 晶圓輻照（半導(dǎo)體晶圓輻照，區(qū)分【離子注入】≠【高能粒子輻照改性】）

很多人容易混淆：離子注入是把雜質(zhì)原子打進(jìn)晶圓；晶圓輻照一般是高能電子/質(zhì)子/中子/γ射線，在晶格內(nèi)部制造空位缺陷，改變半導(dǎo)體電學(xué)特性，也用于太空器件抗輻照測(cè)試

4大類輻照源 + 工業(yè)用途

1?? 高能電子束輻照（你前面關(guān)心的SiC半絕緣襯底重點(diǎn)）

粒子：MeV級(jí)高能電子（5~12MeVZui常見(jiàn)）

原理：轟擊晶格，制造碳空位、硅空位、雙空位等深能級(jí)缺陷

?典型應(yīng)用：

4H-SiC晶圓：把低阻N型SiC → HPSI半絕緣碳化硅襯底（射頻GaNHEMT基底），國(guó)內(nèi)現(xiàn)在重點(diǎn)攻關(guān)路線，輻照+配套退火，穩(wěn)定空位缺陷，防止外延高溫下缺陷消失

硅大功率二極管：電子輻照引入復(fù)合中心，縮短少子壽命，制造快速開(kāi)關(guān)二極管，替代傳統(tǒng)摻金工藝

特點(diǎn)：穿透深，整片晶圓體改性，不是只改表面

2?? 質(zhì)子輻照

原理：高能質(zhì)子打入晶格，產(chǎn)生位移損傷、空位

?應(yīng)用：

SiC功率器件：抑制雙極退化，改善器件可靠性

太空器件預(yù)輻照、加速老化實(shí)驗(yàn)

科研制備SiC色心

3?? 中子輻照

?經(jīng)典：NTD中子嬗變摻雜硅單晶（高純硅，反應(yīng)堆中子照射，Si變P摻雜，大功率電力電子硅片）

多用于科研，量產(chǎn)SiC襯底很少用中子（成本高，設(shè)備稀缺）

4?? γ射線（鈷60）

光子電離輻射，多用于器件TID總劑量效應(yīng)測(cè)試（航天芯片抗輻照考核）

??一般不用于SiC襯底改性量產(chǎn)

二、【重點(diǎn)區(qū)分：離子注入 VS 高能粒子晶圓輻照（很多行業(yè)人會(huì)搞混）】

離子注入（標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體制造工序）：把B、P、As等雜質(zhì)離子加速打進(jìn)晶圓淺層，目的摻雜，增加外來(lái)雜質(zhì)原子，CMOS、SiC功率器件制造必備，kV~幾百keV，深度一般微米以內(nèi) 

高能粒子輻照（電子束/質(zhì)子輻照改性）：不大量引入外來(lái)原子，主要制造晶格空位缺陷，改變襯底本體電阻率（SiCHPSI半絕緣就是典型），MeV級(jí)別，穿透整個(gè)晶圓厚度

兩大場(chǎng)景分類（兩種完全不同目的）

? 場(chǎng)景A：材料改性（工業(yè)制造，SiC襯底就是這類）

主動(dòng)輻照晶圓，人為制造空位缺陷，改變襯底本身電阻率，屬于材料制備工藝（就是咱們前面聊的碳化硅襯底輻照）

? 場(chǎng)景B：抗輻照考核（航天/衛(wèi)星芯片）

把已經(jīng)做好的晶圓/芯片，放到輻照環(huán)境，模擬太空宇宙射線，測(cè)試芯片會(huì)不會(huì)失效（TID、SEE單粒子效應(yīng)），屬于可靠性測(cè)試，不是制造改性

工藝核心參數(shù)（重點(diǎn)，適合SiC HPSI）

粒子能量：決定穿透深度，想要整片襯底均勻改性，必須MeV高能電子

注量/劑量：決定空位缺陷濃度，注量越高電阻率越高；過(guò)高造成嚴(yán)重晶格損傷，晶圓報(bào)廢

退火（必不可少）：輻照之后800~1300℃退火，修復(fù)淺損傷，穩(wěn)定空位，避免后續(xù)高溫外延工藝，缺陷消失、電阻率回落

國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀（SiC HPSI電子束輻照路線）

傳統(tǒng)路線：釩摻雜長(zhǎng)晶（國(guó)外早期方案）

新路線：電子束輻照+退火制備HPSI半絕緣SiC，國(guó)內(nèi)多家碳化硅襯底企業(yè)在中試、攻關(guān)，難點(diǎn)：6/8寸大晶圓片內(nèi)電阻率均勻性、高溫外延后缺陷穩(wěn)定性

你可以選方向繼續(xù)深挖：

1）SiC HPSI半絕緣晶圓電子束輻照，詳細(xì)劑量區(qū)間（推薦，承接上一輪對(duì)話）

2）或者：航天芯片晶圓抗輻照測(cè)試（TID/SEE）

3）或者硅片NTD中子嬗變摻雜