LamResearch推出SyndionGP深硅蚀刻技术使下一代功率器件成为可能
全球供应商在半导体行业创新晶圆制造设备和服务LamResearchCorporation最近宣布推出SyndionGP，这是一个新产品，允许芯片制造商蚀刻技术开发下一代电源设备和电源管理的新产品IC。
对大功率设备的需求正在增加，包括汽车、工业、数据中心和能源行业。目前，功率器件必须满足高效率、高功率密度、低功耗和优良的热管理的严格要求。为了成功地应对这些挑战，在ADS7824PB芯片制造过程中需要比结构更高的跨晶圆均匀性。这些先进的设备结构可以通过使用非常精确和均匀的深硅蚀刻工艺来实现，而不影响所需的外观尺寸。
芯片制造商正面临着不断增长的特殊设备需求，包括电源设备、微机电系统、模拟和混合信号半导体、射频频率IC解决方案、光电器件和CMOS图像传感器可以支持广泛的消费和工业应用，如电动汽车、物联网、5G等。
LamResearch推出SyndionGP
全球供应商在半导体行业创新晶圆制造设备和服务LamResearchCorporation最近宣布推出SyndionGP，这是一个新产品，允许芯片制造商蚀刻技术开发下一代电源设备和电源管理的新产品IC。
“在LamResearch，我们有自己的工程和工艺开发来支持这些专业技术，”高级战略营销总监MichelleBourke战略营销董事总经理DavidHaynes说，他们都是LamResearch部分客户支持业务集团。“今天，我们关注的是基于硅的功率器件和电源管理IC。”
LamResearch它是一种单晶片清洗解决方案，用于制造半导体(包括先进的功率半导体器件)的等离子蚀刻和沉积工具。LamResearch他说，近年来，宽带间隙半导体引起了人们的广泛关注，如氮化镓和碳化硅，该公司也参与了这些领域。然而，到目前为止，硅基功率器件是当今市场上最大的组成部分，而且是传统的MOSFET，超级结MOSFET，IGBT和模拟IC在等功率器件方面仍有许多先进的发展。
今天，大多数FET它已经从平面结构迁移到槽格栅极。从性能的角度来看，其结构和制造非常重要。同时，有从200mm晶圆制造到300mm晶圆制造的趋势，从而降低了整体成本，利用了领先的先进设备。图1显示了使用SyndionGP处理晶圆。
图1：LamResearch设备上的晶圆
“我们推出了SyndionGP处理这些关键挑战，”Bourke和Haynes说。“这款新产品将使我们的客户能够制造出200毫米或300毫米的晶圆，从而使他们能够顺利过渡到更高的产能和提高的技术能力。”
大多数基于硅的先进设备需要更高的功率密度和改进的开关性能，而不影响形状和尺寸。这一要求可以通过转向垂直和水平比较高的凹槽来解决，这需要精确和均匀的深硅蚀刻工艺来创建凹槽。这些深凹槽是非常密集的平行线阵列，由亚微米垂直侧壁隔开。如图2所示，深凹槽的垂直和水平比可以达到60:1（甚至更高），因此需要出色的蚀刻均匀性和轮廓。这只是一个概念。哈利法塔（世界上最高的建筑之一）的垂直和水平比约为9:1，仅为深硅槽的六分之一。
图2：深沟的几何形状对性能至关重要。
这些结构的蚀刻控制非常重要。IGBT其中，蚀刻过程中涉及的硅面积相对较低——只有10%到15%的晶圆尺寸。蚀刻硅的面积可能是晶圆表面的50%甚至60%，可以处理更高的功率密度，这给芯片制造商带来了技术挑战。
“随着晶圆从200到300毫米的迁移，实现更大晶圆所需的均匀性变得更加困难:你不仅需要达到300毫米，还需要非常好的设备产量，这意味着我们可以开发特定的解决方案(例如SyndionGP）解决这些应用程序提供的问题，”Bourke和Haynes说。
SyndionGP汇集了LamResearch许多技术要素。它可以控制深硅蚀刻工艺或DRIE通过工艺自由基和离子的分布，可以很好地控制整个晶片的等离子体。
由于历史上大多数硅基器件都是在200毫米晶圆上制造的，所以现在的生产能力是有限的，因为大多数200毫米晶圆厂都是满的。
“200毫米设备的短缺是我们客户转向300毫米设备的原因之一，这为生产能力提供了更多的选择，”Bourke和Haynes说。“我们想要一个足够灵活的工具来处理200和300毫米的晶圆，并且能够处理传统的晶圆MOSFET，IGBT，超级结MOSFET而智能电源的应用，所有这些都只需要一个腔室技术。”
LamResearch发言人表示，硅基设备将在很长一段时间内与宽带间隙材料合作（SiC和GaN）共存。仍然有许多先进的硅研究来改进IGBT或超级结MOSFET它们的性能使它们能够以更高的电压和更高的频率工作。如果300毫米的转变将促进制造能力的经济性和可用性，则需要改进过程控制。
“这是我们在推出新产品时一直关注的重点，”Bourke和Haynes说。“我们相信，在未来很长一段时间内，使用这些更先进和大量的制造工具来制造硅基功率器件将有助于延长这些技术的寿命。”
