解决方案

激光退火

下一代功率半导体制造中不可或缺的SiC功率器件用激光退火设备的光源选定

迈向脱炭社会的功率半导体的市场正在大幅扩张。自从本公司于2004年将Si-IGBT用激光退火设备，以及2014年将SiC用激光退火设备投入市场，已积累了100台以上值得骄傲的销售实绩。

用户的课题

  • 兼顾晶圆薄片化及生产性的光源选定
  • 针对SiC功率器件薄片化应用下光源(Green/UV)带来的热损伤
  • SiC功率器件的热损伤与生产性之间的平衡

已解决问题、可达成目标

  • 通过模拟实验对照射条件的事先研究
  • 验证照射测试的模拟实验结果，提案最佳条件
  • SiC用激光退火设备光源选定之要点

下一代功率半导体SiC功率器件的制造工艺中不可或缺的激光退火
本公司有2个机型可供选择 ：SWA-20US、SWA-90GD

近年，对誉为下一代功率半导体的SiC的关注度越来越高。相较于Si，SiC具有约3倍的禁带宽度，且绝缘击穿电场强度高，约为前者的10倍，因此具有器件性能上的优越性。但其材料成本和工艺成本高昂，其应用对象一般是电力铁道和供电设备等。另一方面，各国受到所推行的车辆废气管制强化的波及，电动汽车（EV、PHEV、HEV）和EV用充电站等民用行业呈现出急速扩张之势。对于SiC的大口径化、高产能及高效率等企业努力的叠加效应的背景下，可预见到成本降低至满足民生用品的低成本要求。

本公司用于SiC激光退火设备的机型有2种，一是激光光源采用三次谐波激光（UV）的SWA-20US型号，二是采用二次谐波激光（Green）的SWA-90GD型号。

激光退火设备的应用：SiC的硅化物退火

对于SiC的退火是利用了背面电极的硅化（合金化）。
＊参考：对于Si-IGBT则广泛用于背面掺杂后的活性化用途。

激光光源选定时的要点

①器件的厚度

Green激光相较于UV激光，因为对于金属来说吸收率较低，作为退火条件，要求用较高的辐射强度进行照射。因此一般情况下，对于比100~120μm更薄的器件，更容易受到热影响。

②激光对SiC的穿透深度

对SiC晶圆进行激光照射时，不同波长会导致穿透深度产生差异。使用Green激光时，激光穿透至表面（图案面）。这使得成膜工序中金属膜（Ni/Ti）有缺陷时，便有图案被破坏的风险。

③金属膜（Ni）的吸收率

激光的波长不同，金属膜的吸收率也有所不同。
若要求同样的退火结果，反射率低（＝吸收率高）只需投入较少能量。反之能量投入越多，越容易对器件产生热影响。

④生产性

基于器件结构和金属的成膜条件，其照射条件将有所不同，一般情况下，Green激光的生产性比UV激光高出2.5~3倍。

最后，如何选定SiC用激光退火设备的光源

针对器件结构，有必要慎重地进行选定。本公司通过实施模拟实验和测试，就其结果来推荐最佳的退火设备。请务必咨询为盼。

激光退火的相关咨询由此进

光源的推荐标准

  • 对于考虑器件薄型化（薄片化）的用户，推荐配备UV激光
  • 对于重视生产性的用户，推荐配备Green激光

下载 产品手册 (激光退火设备) 相关的PDF

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