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新離子注入工藝可將SiC MOSFET襯底成本降低30%



韓國電子技術研究院(KERI)由韓國科學和信息通信部國家科學技術研究委員會(NST)資助,已將碳化硅(SiC)功率半導體的離子注入和評估技術轉讓給匈牙利布達佩斯的計量設備公司SEMILAB ZRT。

雖然SiC功率半導體有許多優點,但制造過程非常具有挑戰性。以前,這種方法是通過在高導電性晶圓上形成外延層并使電流流過該區域來制造器件。

然而,在這個過程中,外延層的表面變得粗糙,使電子轉移的速度降低。外延片本身的價格也很高,這是大規模生產的主要障礙。

為了解決這個問題,KERI使用了一種將離子注入到沒有外延層的半絕緣SiC晶圓中的方法,以使晶圓導電。




由于SiC材料很堅硬,需要非常高能量的離子注入,然后進行高溫熱處理來激活離子,這使得它很難實現。然而,KERI表示,基于其10年來操作SiC專用離子注入設備的經驗,它已經成功地建立了相關技術。

KERI先進半導體研究中心主任Kim Hyoung Woo博士表示:“離子注入技術可以通過增加半導體器件中的電流和更換昂貴的外延片來顯著降低工藝成本。這項技術提高了高性能SiC功率半導體的價格競爭力,并為大規模生產做出了巨大貢獻?!?/p>

KERI最近將該技術轉讓給了SEMICLAB,后者在匈牙利和美國都有制造廠。SEMIClab擁有30年的歷史,擁有中型精密測量設備和材料表征設備的專利,并擁有半導體電氣參數評估系統的技術。

合作的公司希望,通過技術轉讓,他們將能夠標準化高質量的SiC。SEMICLAB計劃利用KERI的技術開發專門的設備來評估SiC功率半導體的離子注入工藝。SEMICLAB韓國公司總裁樸洙墉表示:“通過開發專用設備,我們將能夠對SiC晶圓上的植入工藝進行在線監測,以便對植入系統進行即時、準確和低成本的生產控制,并對退火前植入進行在線監測。這將為穩定地確保具有良好均勻性和再現性的高質量離子注入大規模生產工藝奠定堅實基礎?!?/p>

韓國電力技術研究院自1976年成立以來,一直在電力、電力和電力公用事業領域的研發和測試中發揮著主導作用,在韓國科學技術進步和工業發展中發揮著核心作用。憑借其積累的技術力量和專業知識,致力于開發先進的融合技術,將傳統技術與IT、NT和ET融合。通過這些努力,KERI希望引領未來原創技術的發展,創造新的知識型產業。




KERI在SiC功率半導體的研發方面,主要是開發用于高效逆變器的下一代功率半導體,以此作為新的增長引擎搶占功率半導體技術的制高點。



據了解,Semilab擁有強大的科學背景和與學術客戶的長期良好合作歷史,為半導體、光伏和平板顯示器行業、薄膜研究、材料科學和相關科學學科的研發應用開發量身定制的解決方案。大多數工具都集中在薄膜和表面表征上。所有系統都是通用的,并提供廣泛的配置選項,以滿足最廣泛的需求。為了實現最佳解決方案,Semilab始終愿意與其合作伙伴進行聯合科學工作,并在會議和高質量出版物上展示研究結果。

該公司的非接觸電阻率剖面系統ACV可通過專利技術實現100%非接觸、無損的外延層電阻率測量。測量背后的物理原理與肖特基CV或Hg探針非常相似,因此輸出是傳統的CV摻雜分布。不同之處在于,其電極不接觸晶片,從而大大節省了監視晶圓的成本。



在光學顯微鏡方面,該公司使用AFM物鏡可將光學顯微鏡升級到亞原子分辨率:15x物鏡可提供納米分辨率和3D形貌。

光學顯微鏡中的AFM物鏡是衍射極限后面的世界。分辨率被推到遠低于亞波長范圍,只有幾納米或更小。此外,它具有比CLSM和STED顯微鏡分辨率更好的3D形貌數據。

納米操作和納米光刻與顯微鏡的光學設施相結合,形成了強大的組合。由于采用了AFM物鏡的Semilab適配器,可以集成所有已知顯微鏡品牌。

合作雙方相信,上述無需外延的離子注入工藝將解決電子轉移速度降低,以及外延片成本過高等大規模生產的主要障礙,有助于將SiC MOSFET襯底成本降低30%,為具有良好均勻性和再現性的高質量離子注入大規模生產工藝奠定堅實的基礎。



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