衬底的缺陷控制，12吋晶圆对微管（Micropipe）、位错（如TSD、TED、BPD）等晶体缺陷的控制比8吋（200毫米）更难。这些缺陷会严重影响最终器件的良率和可靠性。放大尺寸时，保持整个衬底生长设备内部的温度场和气流场均匀度，从而获得低缺陷密度的晶体，是巨大的物理和工程挑战。
晶圆切磨抛：碳化硅硬度极高（莫氏硬度9.2，仅次于钻石），切割、研磨和抛光耗时耗力，且容易产生裂纹和表面损伤。12吋晶圆的加工一致性和全局平整度控制是巨大挑战。当然，各种新技术不断涌现，但无论用什么技术，12吋的切磨抛都要比8吋困难不少。
在衬底上生长出高质量、厚度和掺杂浓度均匀的外延层是制造器件的基础。对于12吋晶圆，要在整个巨大的面积上实现原子级精度的均匀外延，对反应室的设计、气流和温度控制提出了前所未有的要求。任何微小的不均匀都会导致器件参数离散，良率下降。
高温高能离子注入与激活，碳化硅的掺杂（如P型掺杂的铝）需要极高的能量和温度才能注入，并且需要在1600-1800°C的超高温度下进行退火激活。这个工艺本身就对设备的均匀性和工艺控制要求极高。在12吋晶圆上，实现均匀的高温处理和避免晶圆翘曲等会更加困难。
栅氧质量与可靠性，碳化硅MOSFET的沟道迁移率低和阈值电压不稳定的核心问题源于SiC/SiO2界面处的高密度界面态。在12吋晶圆上，要保证整个晶圆表面形成高质量、低缺陷密度的栅氧层，其均匀性和一致性是影响器件性能和良率的关键。
高精度光刻与刻蚀，虽然12吋产线可以利用成熟的硅基先进光刻设备，但碳化硅的刻蚀完全不同。由于其化学惰性高，需要更高能量的等离子体进行干法刻蚀。在12吋晶圆上实现高各向异性、低损伤、高均匀性的刻蚀是一个非常大的挑战。
金属化与互联，需要能够承受高温工作的金属系统（如难熔金属）。在12吋晶圆上实现低接触电阻、高均匀性的欧姆接触，以及可靠的互联，同样面临均匀性和应力控制的挑战。
来源：老周公号
