隨著電動汽車等應用的開展，碳化硅功率器件市場發(fā)展前景被看好。近日，2021功率半導體與車用LED技術(shù)創(chuàng)新應用論壇在上海舉行。本屆論壇由半導體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)和勵展博覽集團共同主辦，并得到第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、國家半導體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的指導。

會上，吉永商事株式會社社長陳海龍帶來了“量產(chǎn)型SiC功率器件背面工藝技術(shù)提案”的主題報告，詳細分享了具有實踐意義的背面減薄技術(shù)提案與激光退火技術(shù)提案。

 

他表示，功率器件是電力電子的“CPU”，是特高壓電網(wǎng)、高速列車、新能源汽車充電樁及工業(yè)變頻器和伺服器的核心芯片，也是各系統(tǒng)電源模塊的關(guān)鍵器件。預計功率SiC市場2019年-2025年實現(xiàn)30%的年平均增長率，2025年將達到25億美金 的市場份額。

同時，隨著電動汽車的高增長，也將引爆碳化硅功率器件市場。數(shù)據(jù)顯示，新能源汽車市場，2025年將超過15億美金，實現(xiàn)年平均增長率38%。EV充電基建市場，2025年將超過2.25億美金。CREE預測2024年，碳化硅襯底市場將有11億美金，按照每片1000美金來計算，相當于110萬片的市場規(guī)模。

 

吉永商事株式會社是一家以半導體及光通信事業(yè)為核心經(jīng)營內(nèi)容的技術(shù)型、國際化商貿(mào)公司。總部設于日本大阪，在橫濱設有辦事處，在中國上海、北京、武漢、石家莊等地設有銷售及技術(shù)服務中心。可提供半導體襯底加工，光通信芯片制作，功率射頻及聲表器件制作，先進封裝等產(chǎn)線設備及解決方案。其核心業(yè)務涉及SiC襯底加工設備、SiC器件制造設備。

 

在背面減薄技術(shù)提案中，SiC功率器件晶圓主要工藝中的背面工藝涉及貼膜撕膜，減薄、PVD、激光退火，電極形成等環(huán)節(jié)。

 

 

 

其中，減薄環(huán)節(jié)中SIC-MOSFET的導通阻抗低，導通壓降比較小，在一定程度減小了導通損耗；同時在大電流關(guān)斷時，基本無拖尾電流，這就大大提高開關(guān)速率，關(guān)斷損耗也有所減小。將350um的SiC晶圓減薄到150um甚至更薄，能使襯底部分的電阻降低60％以上，同時降低了芯片的熱阻，增強器件的高溫可靠性。減薄可以降低器件導通電阻、優(yōu)化芯片面積、降低器件成本、減小器件功率損耗。并介紹了日本岡本 GNX200BH 設備的技術(shù)性能優(yōu)勢。

激光退火環(huán)節(jié)中，金屬與半導體形成的歐姆接觸是SiC器件制造的重要工序，在高溫大功率應用時，歐姆接觸的低接觸電阻和高穩(wěn)定性是決定器件性能的兩個重要因素。退火是獲得歐姆接觸的關(guān)鍵工藝手段。

與RTA相比，激光退火具有加熱時間短，效率高；加熱區(qū)僅限于局部表面，不影響周圍元件性能；能得到500nm以上深度的接觸區(qū)等優(yōu)勢。推薦的住友激光退火SWA-20US 關(guān)鍵設備具備四大優(yōu)勢：1、退火均勻性。采用Top-hat平頂光束的拼接掃描式紫外激光，聚焦光斑小，所需能量密度低，退火后表面粗糙度較小。2、工藝參數(shù)最優(yōu)化。模擬方式優(yōu)化工藝條件，調(diào)整能量密度，脈沖寬度及光斑大小等參數(shù)，實現(xiàn)高穩(wěn)定性且高產(chǎn)能的生產(chǎn)制備。可達到10-6量級比電阻接觸率→參考值。3、高產(chǎn)能。產(chǎn)能可達到  >12 wph@4inch，>6wph@6inch。4、多樣性操作及監(jiān)測。可對wafer進行分區(qū)選擇性激光退火，對光束形狀，脈沖波形等監(jiān)測。