晶圆生产:包含硅提炼及提纯、单晶硅生长、晶圆成型三个步骤,目前国际主流是8英寸晶圆,部分晶圆厂12英寸产线逐步投产,晶圆尺寸越大,良品率越高,最终生产的单个器件成本越低,市场竞争力越大

芯片设计:IGBT制造的前期关键流程,目前主流的商业化产品基于Trench-FS设计,不同厂家设计的IGBT芯片特点不同,表现在性能上有一定差异

芯片制造:芯片制造高度依赖产线设备和工艺,全球能制造出顶尖光刻机的厂商不足五家;要把先进的芯片设计在工艺上实现有非常大的难度,尤其是薄片工艺和背面工艺,目前这方面国内还有一些差距

器件封装:器件生产的后道工序,需要完整的封装产线,核心设备依赖进口。

IGBT为垂直导电大功率器件,IGBT晶圆厚度决定了其器件的耐压水平。由于IGBT晶圆原材料厚度较厚,只适用于生产高压IGBT芯片,对于中低压IGBT芯片,需要使用减薄工艺对IGBT晶圆进行减薄。减薄工艺是使用带有一定大小颗粒的研磨轮对晶圆进行研磨,研磨后会在晶圆表面产生凹凸不平的研磨纹,晶圆表层内部结构将会被破坏,产生大量暗纹、缺陷(损伤层),这些暗纹和缺陷分布在晶圆表层一定的厚度内,且分布不规则、不均匀。

这些缺陷在IGBT芯片中会产生载流子复合中心,不均匀的缺陷分布会使IGBT芯片电学性能不稳定,而且缺陷与暗纹会造成应力,应力会使减薄后的晶圆弯曲,翘曲度变大,给后续工艺带来较大的困难。