新离子注入工艺可将SiC MOSFET衬底成本降低30%



韩国电子技术研究院(KERI)由韩国科学和信息通信部国家科学技术研究委员会(NST)资助,已将碳化硅(SiC)功率半导体的离子注入和评估技术转让给匈牙利布达佩斯的计量设备公司SEMILAB ZRT。

虽然SiC功率半导体有许多优点,但制造过程非常具有挑战性。以前,这种方法是通过在高导电性晶圆上形成外延层并使电流流过该区域来制造器件。

然而,在这个过程中,外延层的表面变得粗糙,使电子转移的速度降低。外延片本身的价格也很高,这是大规模生产的主要障碍。

为了解决这个问题,KERI使用了一种将离子注入到没有外延层的半绝缘SiC晶圆中的方法,以使晶圆导电。




由于SiC材料很坚硬,需要非常高能量的离子注入,然后进行高温热处理来激活离子,这使得它很难实现。然而,KERI表示,基于其10年来操作SiC专用离子注入设备的经验,它已经成功地建立了相关技术。

KERI先进半导体研究中心主任Kim Hyoung Woo博士表示:“离子注入技术可以通过增加半导体器件中的电流和更换昂贵的外延片来显著降低工艺成本。这项技术提高了高性能SiC功率半导体的价格竞争力,并为大规模生产做出了巨大贡献。”

KERI最近将该技术转让给了SEMICLAB,后者在匈牙利和美国都有制造厂。SEMIClab拥有30年的历史,拥有中型精密测量设备和材料表征设备的专利,并拥有半导体电气参数评估系统的技术。

合作的公司希望,通过技术转让,他们将能够标准化高质量的SiC。SEMICLAB计划利用KERI的技术开发专门的设备来评估SiC功率半导体的离子注入工艺。SEMICLAB韩国公司总裁朴洙墉表示:“通过开发专用设备,我们将能够对SiC晶圆上的植入工艺进行在线监测,以便对植入系统进行即时、准确和低成本的生产控制,并对退火前植入进行在线监测。这将为稳定地确保具有良好均匀性和再现性的高质量离子注入大规模生产工艺奠定坚实基础。”

韩国电力技术研究院自1976年成立以来,一直在电力、电力和电力公用事业领域的研发和测试中发挥着主导作用,在韩国科学技术进步和工业发展中发挥着核心作用。凭借其积累的技术力量和专业知识,致力于开发先进的融合技术,将传统技术与IT、NT和ET融合。通过这些努力,KERI希望引领未来原创技术的发展,创造新的知识型产业。




KERI在SiC功率半导体的研发方面,主要是开发用于高效逆变器的下一代功率半导体,以此作为新的增长引擎抢占功率半导体技术的制高点。



据了解,Semilab拥有强大的科学背景和与学术客户的长期良好合作历史,为半导体、光伏和平板显示器行业、薄膜研究、材料科学和相关科学学科的研发应用开发量身定制的解决方案。大多数工具都集中在薄膜和表面表征上。所有系统都是通用的,并提供广泛的配置选项,以满足最广泛的需求。为了实现最佳解决方案,Semilab始终愿意与其合作伙伴进行联合科学工作,并在会议和高质量出版物上展示研究结果。

该公司的非接触电阻率剖面系统ACV可通过专利技术实现100%非接触、无损的外延层电阻率测量。测量背后的物理原理与肖特基CV或Hg探针非常相似,因此输出是传统的CV掺杂分布。不同之处在于,其电极不接触晶片,从而大大节省了监视晶圆的成本。



在光学显微镜方面,该公司使用AFM物镜可将光学显微镜升级到亚原子分辨率:15x物镜可提供纳米分辨率和3D形貌。

光学显微镜中的AFM物镜是衍射极限后面的世界。分辨率被推到远低于亚波长范围,只有几纳米或更小。此外,它具有比CLSM和STED显微镜分辨率更好的3D形貌数据。

纳米操作和纳米光刻与显微镜的光学设施相结合,形成了强大的组合。由于采用了AFM物镜的Semilab适配器,可以集成所有已知显微镜品牌。

合作双方相信,上述无需外延的离子注入工艺将解决电子转移速度降低,以及外延片成本过高等大规模生产的主要障碍,有助于将SiC MOSFET衬底成本降低30%,为具有良好均匀性和再现性的高质量离子注入大规模生产工艺奠定坚实的基础。



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