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碳化硅(SiC)材料的寬禁帶、高熱導(dǎo)率、高飽和電子漂移速度、高擊穿電場(chǎng)等特性決定了其在高溫、大功率領(lǐng)域的巨大潛力。為使SiC材料的性能得到充分發(fā)揮, 需解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是歐姆接觸的制備。

目前傳統(tǒng)制備SiC晶圓歐姆接觸的方法是在襯底表面沉積金屬電極層后進(jìn)行高溫?zé)嵬嘶?。但是，傳統(tǒng)的高溫?zé)嵬嘶鸸に囋跍p薄襯底中存在不足，如：退火范圍不可控、襯底與沉積金屬間容易發(fā)生侵蝕、影響界面形貌和物質(zhì)分布均勻性等問(wèn)題。因此，行業(yè)中需要一種退火局域化及退火深度可控的新型退火方案。

本文圍繞SiC晶圓制備中激光退火工藝的原理、優(yōu)勢(shì)、難點(diǎn)等問(wèn)題進(jìn)行探討，為相關(guān)專業(yè)人員提供參考和借鑒，助力行業(yè)發(fā)展。

SiC晶圓激光退火工藝原理

SiC晶圓激光退火技術(shù)是利用脈沖激光能量控制精準(zhǔn)、瞬時(shí)脈沖能量高的特性，經(jīng)激光系統(tǒng)整形后，輻射晶圓背側(cè)金屬Ni與SiC間發(fā)生合金化反應(yīng)，并依次生成Ni/Si化合物層、碳聚集位層以及碳空位層。其中碳空位層起到施主作用，以降低金屬Ni與SiC襯底間的勢(shì)壘差，使兩者間由肖特基接觸轉(zhuǎn)化成良好的歐姆接觸。

SiC晶圓激光退火優(yōu)勢(shì)

SiC晶圓激光退火技術(shù)（LSA）相對(duì)于傳統(tǒng)高溫?zé)嵬嘶鸺夹g(shù)（RTA），具有升溫極快、控制靈敏、熱傳導(dǎo)深度淺、連續(xù)能量輸出穩(wěn)定等特點(diǎn)，成為新一代主流退火技術(shù)。

激光退火技術(shù)局域化和深度可控的優(yōu)秀特性，適用于SiC減薄晶圓的退火處理，有效地克服傳統(tǒng)高溫?zé)嵬嘶鸸に嚨耐袋c(diǎn)。同時(shí)，其微/納秒量級(jí)的退火升溫速度，極高地保證了SiC晶圓金屬-半導(dǎo)體界面C,Si,Ni三種元素的均勻分布，獲得比傳統(tǒng)高溫?zé)嵬嘶鸸に?span style="line-height: 200%; font-size: 16px; background: rgb(255, 255, 255); font-family: 宋體; color: rgb(0, 112, 192);">更加穩(wěn)定、均勻的歐姆接觸。

                              RTA元素分布模擬                               LSA元素分布模擬

為滿足市場(chǎng)高速發(fā)展的需求，大族半導(dǎo)體積極探索激光退火應(yīng)用方案，憑借多年技術(shù)優(yōu)勢(shì)及行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，自主研發(fā)推出SiC晶圓激光退火設(shè)備，通過(guò)利用高均一性激光整形系統(tǒng)，對(duì)重?fù)诫sSiC晶圓表面沉積的過(guò)渡金屬進(jìn)行退火，制備良好均一的歐姆接觸，是制備高性能SiC晶圓工藝制程的重要一環(huán)。

SiC晶圓激光退火設(shè)備 示例機(jī)型：HSET-S-LA7311

• 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

大族半導(dǎo)體在成熟的激光整形技術(shù)基礎(chǔ)上，開創(chuàng)性地結(jié)合SiC晶圓材料特性，開發(fā)出極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的工藝解決方案。

?超高均一性平頂光斑整形技術(shù)

?退火后均一的電學(xué)特性及平整的表面形貌

?高效形成穩(wěn)定均勻的金 - 半界面歐姆接觸

?工藝效果高度適應(yīng)后端封裝制程

?比接觸電阻率 ≤ 5.0 x 10 ^ -5

?4/6/8寸產(chǎn)品快速切換

?符合SEMI S2、E84等半導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)

• 工藝流程

大族半導(dǎo)體積淀豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，深入關(guān)切客戶實(shí)際生產(chǎn)核心問(wèn)題，提煉簡(jiǎn)化工藝生產(chǎn)流程。

• 工藝效果

大族半導(dǎo)體通過(guò)精準(zhǔn)控制高均一性的激光退火工藝方案，陸續(xù)得到客戶的肯定，工藝效果逐漸突破行業(yè)水平。

大族半導(dǎo)體將始終以領(lǐng)先的技術(shù)和品質(zhì)優(yōu)勢(shì)，以市場(chǎng)需求為出發(fā)點(diǎn)，持續(xù)全力推進(jìn)半導(dǎo)體關(guān)鍵制程技術(shù)研發(fā)與優(yōu)化，并發(fā)揮企業(yè)自主創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，為半導(dǎo)體行業(yè)提供源源不斷的系統(tǒng)加工解決方案，以先進(jìn)技術(shù)推動(dòng)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)突破性發(fā)展。