在新能源汽车、5G 通信和工业电源等领域快速发展的推动下，碳化硅（SiC）晶圆凭借其优异的物理化学特性，已

成为第三代半导体功率器件的核心材料。然而，SiC 晶圆的制造工艺对清洁精度提出了前所未有的严苛要求，传统硅基

晶圆清洗方法已无法满足其生产需求。深圳市羽杰科技有限公司作为半导体高纯化学品领域的技术型企业，专注于碳化

硅晶圆精密清洗解决方案的研发与创新，为行业提供原子级洁净保障。

一、碳化硅晶圆：功率半导体的 “硬骨头”

碳化硅材料具有4 倍于硅的禁带宽度、3 倍于硅的热导率和10 倍于硅的击穿电场强度，这些特性使其在高压、高温、高

频应用中表现卓越。但这些优势也带来了独特的制造挑战：

机械硬度极高（莫氏硬度 9.2，仅次于金刚石），传统清洗工艺难以有效去除表面污染物

化学稳定性强，常规清洗剂难以与之反应，需特殊配方实现高效清洁

表面结构脆弱，尽管衬底坚硬，但其上的门氧化层、外延层和沟槽结构极易受损

二、核心误区：硬度≠耐清洗，精密结构需极致呵护

很多人认为 “碳化硅硬度高，清洗时无需担心损伤”，这是半导体制造中的致命误区。SiC 晶圆的脆弱性主要体现在以

下四个关键部位：

1. 门氧化层：器件性能的 “生死线”

典型厚度仅10-50nm，物理损伤会直接导致器件失效，且无法在下游工艺中修复

清洗过程中的微小划痕或污染会引发栅极漏电，降低器件耐压能力和可靠性

2. 外延层：晶体质量的 “生命线”

外延层是器件核心功能区，厚度通常为1-10μm，表面粗糙度要求达到原子级

清洗引起的表面损伤会导致：

缺陷密度增加，影响载流子迁移率

界面不规则，造成器件参数漂移

下游工艺变异，降低整体良率

3. 沟槽结构：电气特性的 “调节阀”

先进 SiC 功率器件采用深沟槽结构（深度可达100μm），侧壁垂直度和表面光滑度直接影响器件性能

清洗过程中图案几何形状的微小变化会改变：

器件阈值电压

导通电阻

开关速度，最终影响产品电气参数一致性

4. 微裂纹：隐形的 “定时炸弹”

受力区域产生的亚表面微裂纹无法通过常规检测发现，却会在器件运行中扩展

导致现场应用中的突发失效，严重影响产品可靠性和使用寿命

三、传统清洗工艺的 “水土不服”：为何 SiC 需要专属方案？

1. 标准晶圆清洗的局限性

传统硅基晶圆清洗主要针对亚微米颗粒（<0.2μm） 去除，而 SiC 晶圆面临的挑战更为复杂：

2. 超声波清洗的 “双刃剑” 效应

标准工业超声波清洗（20–200kHz）产生的大尺寸空穴对 SiC 图案化晶圆构成致命风险：

空穴溃灭时产生的局部高压（>1000atm） 和微射流会直接破坏脆弱结构

能量分布不均导致选择性损伤，影响器件一致性

四、高精度清洗的 “黄金标准”：兆声波 + 专用化学品的完美组合

1. 兆声波清洗技术：精密清洁的 “黑科技”

兆声波清洗（850kHz–2MHz）通过受控空穴效应和强声流实现革命性突破：

产生的空穴尺寸仅为超声波的1/100，能量更温和，减少图案损伤风险

声流速度可达1-10m/s，有效去除亚微米颗粒（包括 **<0.1μm** 污染物）

工艺参数（功率密度、频率、时间）精确可控，适配不同 SiC 晶圆结构

2. 羽杰科技碳化硅清洗解决方案：原子级洁净的专业保障

深圳市羽杰科技有限公司针对 SiC 晶圆清洗的独特需求，研发了锐净 SC-800 碳化硅外延片清洗剂，与兆声波

清洗技术完美匹配，实现 “高效清洁 + 零损伤” 的双重目标：

核心技术优势

氧化 - 络合协同技术：高效去除颗粒、金属及有机物污染物，实现原子级洁净表面

低损伤配方：pH 值精准控制，避免腐蚀 SiC 表面或氧化层

高兼容性：适配 4-8 英寸 SiC 晶圆，兼容外延前、光刻后、刻蚀后等多工艺节点

国产替代：性能超越进口品牌，提升产业链安全与性价比

应用效果验证

五、碳化硅晶圆清洗的精度控制要点

要实现 SiC 晶圆的完美清洁，需从以下五个维度进行全流程精密控制：

1. 工艺参数精准化

兆声波功率密度：0.5-2W/cm²（根据晶圆结构调整）

清洗时间：30-180 秒（避免过度清洗）

温度控制：25-40℃（防止热应力损伤）

化学品浓度：精确到0.1%，确保清洗效果一致性

2. 清洗环境超净化

洁净度等级：ISO 5 级（百级）以上

超纯水水质：电阻率 > 18.2MΩ・cm，TOC<10ppb

气体纯度：99.9999%（6N 级），避免二次污染

3. 设备选择专业化

采用单片式清洗设备，避免晶圆间交叉污染

配备实时颗粒监测系统，在线监控清洗效果

具备自动压力 / 流量控制，确保工艺稳定性

4. 质量检测全面化

表面颗粒检测：激光散射法（检测限 0.05μm）

金属污染分析：ICP-MS（检测限 ppb 级）

表面形貌观察：AFM/SEM（原子级分辨率）

器件性能验证：CV/IV 测试，确保电气参数正常

5. 羽杰科技定制化服务

深圳市羽杰科技提供从清洗方案设计→化学品供应→工艺优化→效果验证的全流程服务：

根据客户晶圆结构和污染类型，定制专属清洗配方

提供免费样品测试，验证清洗效果后再合作

技术团队现场指导，确保工艺稳定落地

六、行业趋势：第三代半导体清洗技术的未来方向

随着 SiC 晶圆向8 英寸和更高电压等级发展，清洗技术将呈现三大趋势：

干法 + 湿法复合清洗：结合等离子体清洗与兆声波清洗优势，实现无损伤高效清洁

AI 智能控制：通过机器学习优化工艺参数，实现 “一键式” 精准清洗

绿色环保化：开发低 VOC、可降解清洗剂，响应碳中和目标

深圳市羽杰科技将持续投入研发，推出更多适配第三代半导体制造的创新清洗产品，助力中国半导体产

业突破 “卡脖子” 技术，实现高质量发展。

结语：专业精度，决定 SiC 器件的终极性能

碳化硅晶圆的清洁精度不仅影响产品良率，更决定了器件在高温、高压、高频环境下的长期可靠性。

选择专业的清洗方案和化学品，是第三代半导体企业提升竞争力的关键一步。

深圳市羽杰科技有限公司，以 “用材料科学赋能精密制造” 为使命，为全球半导体企业提供碳化硅

晶圆精密清洗解决方案。如需了解更多产品信息或申请样品测试，请访问羽杰科技官网或联系我们的

技术团队。