原创 提高半导体功率器件制造中的生产率和产率

引言

离散电力设备市场已经实现了近200亿美元的规模，预计CAGR为~的7%。这种持续的增长是由国内和工业市场对能源管理和控制的需求日益增长、移动通信/计算以及最近的温室气体减排举措推动的。下一代功率晶体管的创新很大程度上是在宽带隙氮化镓和碳化硅技术中进行的，通过新的系统设计和工艺。晶圆片是该设备的功能部件，需要在设备两侧进行处理。为了最小化晶片弓，必须尽量减少金属层堆叠所引入的应力。

晶片需要处理和处理，不需要任何正面接触，以避免损坏。正面加工需要沉积厚金属，通常是铝合金，由于生产率的原因，需要以高沉积率生产。目前的先进技术包括硅晶片的全自动处理和处理平台和碳化硅基板，具有较高的设备正常运行时间和设备产量。（江苏英思特半导体科技有限公司）

正面金属化的解决方案

晶圆的正面需要沉积一层厚厚的金属层，通常是5微米或更多的铝合金。统一的覆盖范围，如>需要提供接触开口的50%，以提供足够的金属覆盖，以进行大电流。对整个晶圆的均匀覆盖是器件产量和可靠性的关键。

铝合金在Si上的沉积

晶圆和ESC之间的紧密界面允许背气压力高达5 mbar，有助于进一步改善耦合。ESC配置是确保PVD过程引入的能量被耗散到卡盘的优越解决方案。图1a和1b中的图表显示了5微米厚AlSi薄膜有效温度控制的好处。沉积过程中用原位高温仪测量的温度。由此产生的温度稳定性为高可重复性的薄膜性能提供了基础。电阻率数据如图1b所示，并证明了ESC对薄膜的最佳温度控制的好处。将晶片温度稳定在大约350°C时，可得到最低的膜电阻率。（江苏英思特半导体科技有限公司）

图1a

图1b.查克温度[ºC]

沟槽填充时的热铝流量

铝填料（图2）需要高、稳定和均匀的晶片温度，通常在430°C左右，以确保有效的铝流入沟槽。温度为500°C甚至更高的ESCs或无枝夹盘提供所需的工艺条件。为在中等温度下沉积的薄种子层开发了一种专用的工艺流程，然后进行实际的填充工艺，提供沟槽的均匀填充。最后，以高溅射速率沉积体层，以提供所需的总膜厚度。（江苏英思特半导体科技有限公司）

图2. Al填料

结论

屏障形成金属接触的最佳沟槽接触能力需要高强度的Ti/TiN屏障，底部覆盖率大于40%（高径比高达4：1)，以及热铝填充工艺的优化工艺流程。为了满足铝体层沉积厚膜的要求，工艺设备需要进行优化，以实现高沉积速率和完美的温度稳定性。

江苏英思特半导体科技有限公司主要从事湿法制程设备，晶圆清洁设备，RCA清洗机，KOH腐殖清洗机等设备的设计、生产和维护。