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2017年7月7日

アルバック、パワーデバイス向けイオン注入装置2機種を発売

 アルバックは2017年7月6日、パワーデバイス向け極薄ウェーハ対応・低加速イオン注入装置と高加速イオン注入装置「SOPHI」2機種を開発、販売を開始したことを発表した。
 IGBTでは駆動電力の損失軽減やスイッチング速度の高速化の特性向上要求やモジュールの小型化のためIGBTとダイオードを1チップ化する製品(RC-IGBT)が求められているが、低加速・高濃度のイオン注入工程での生産性改善が求められている。
 RC-IGBTはIGBTとダイオードを1チップ化する際に薄ウェーハの裏面のCollector部のP型部をN型に反転するために低加速・高濃度処理をする要求がある。しかし、従来のイオン注入装置は低加速・高濃度の処理をおこなう場合、処理時間が長くなり、生産性が低いという問題があった。低加速・高濃度を処理する場合、生産性を考慮し大電流イオン注入装置を使用する場合、複数枚のウェーハをディスクで回転し処理するので、薄型ウェーハを使用するため割れるリスクがあるため使用できまない。このため枚葉処理の中電流イオン注入装置が使用されてきましたが、低加速・高濃度領域の生産性が低いというデメリットがあった。
 同社ではこの課題に対応するため、低加速・高濃度処理での生産性を大幅に向上させ処理時間同社比で1/60に削減した低加速高濃度対応イオン注入装置「SOPHI-30」、駆動電力の損失軽減やスイッチング速度の高速化を改善、加速電圧2.4MeVまで可能な高加速イオン注入装置「SOPHI-400」を開発、発売した。(適用領域を図1,2に示す)
  「SOPHI-30」は、低加速・高濃度処理が当社比で1/60の時間で可能となり、枚葉処理のため極薄型ウェーハ割れの問題を払拭している。
 従来型のイオン注入装置は、イオンを生成する場所からウェーハまでの距離が長く、低加速でビームを輸送する場合、ビーム電流をロスしていた。「SOPHI-30」は、ビームを輸送する距離を極限まで短くし、ビームの輸送効率を改善することで、同じレシピでウェーハ1枚あたり10秒の処理が可能(当社比1/60)、フットプリントは当社比1/3を達成させている。
 また、IGBTの特性改善要望として、駆動電力の損失軽減やスイッチング速度の高速化の特性改善が求められており、このために極薄ウェーハの裏面よりField Stop層に加速電圧として2MeV(2000keV)程度の高加速イオン注入を行いたいという要望がある。「SOPHI-400」では極薄ウェーハを枚葉式で2.4MeVまで加速し処理することを可能にした。
 また、同装置では次世代プロセスとしてH(水素)を使ってのField Stop層の形成も可能であり、Hで深さが約4μmのプロファイルが形成でき、駆動電力の損失軽減やスイッチング特性の改善を図ることができる。
 また、Hの場合、低温での活性化が可能となり、高価なレーザアニールを使用せず熱処理炉タイプのアニール装置で処理ができることになり、製造ラインのトータルコストの低減も可能となる。

URL=https://www.ulvac.co.jp/information/20170706/


ULVAC1
【図1】「SOPHI」のプロセス領域

Ulvac2
【図2】RC-IGBTの構造と適用装置





 

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