SiC功率晶体管工艺流程分析:Rohm SCT3022ALGC11工艺流程

贡献作者:Sinjin Dixon-Warren

未来几年,碳化硅功率晶体管的市场预计将大幅增长。与传统硅基器件相比,SiC功率晶体管有几个优势,包括在高温、高频和高压应用中性能的改善。这使得SiC功率晶体管非常适合汽车、能源和工业应用。随着制造商努力满足SiC功率晶体管不断增长的需求,就需要在制造工艺上进行创新,以降低成本和提高性能。先进的技术可以用来分析这些创新和重建在制造过程中使用的步骤序列。由此产生的工艺流程可以对制造SiC功率晶体管所需的设备和材料提供有价值的见解。

TechInsights最近完成完整分析该工艺流程用于制造Rohm SCT3022ALGC11 n通道,碳化硅,沟槽,功率MOSFET。的SCT3022ALGC11650v, 93是带R的设备吗DSON22 m。这是一种领先的蚀刻SiC沟槽栅功率场效应晶体管,设计用于太阳能逆变器,DC/DC转换器,开关电源,感应加热和电机驱动。

我们的分析人员利用他们在光刻方面的知识来选择一个区域进行分析,以便对制造工艺流程提供最深入的了解,特别是晶体管阵列的单个单元。然后使用扫描电子显微镜(SEM)成像、能量色散x射线能谱(EDS)和扫描电容显微镜(SCM)成像等技术对该区域进行分析。所得到的图像和数据用于确定设备中的物理特征和材料。通过对这些特征和材料的仔细分析,可以创建一个表格来描述包括平版掩模在内的工艺步骤。然后将数据提交给Sentaurus进程浏览器启用完全模拟流程流的模拟器。

在SiC MOSFET的角,如在图1的地形图,在用于分析的目标区域的选择提供辅助布局信息。所述晶体管栅极阵列包含很多重复的正方形电池结构,使对用于分析的示例性区域。其中一个细胞被选定为分析和最终的过程仿真。

图1 SCT3022ALGC11 SiC功率FET模具拐角

图1 SCT3022ALGC11 SiC功率FET模具拐角

在多晶硅级上的SCT3022ALGC11晶体管单元的布局可以在图2中看到。所述方形电池由中心本体触点组成,周围环绕一假源沟槽栅极。有源硅区进一步包围源沟槽。活动沟槽栅多晶硅绕着每个单元的边缘运行,并与相邻单元共享。这些有源多晶硅栅极被电连接到阵列边缘的栅极纵线,如图1所示。之所以选择晶体管单元区域进行流程流模拟,是因为它表示设备的核心。

图2多晶硅的SCT3022ALGC11晶体管单元-平面视图SEM

图2多晶硅的SCT3022ALGC11晶体管单元-平面视图SEM

图3显示了通过正方形晶体管单元中间的横截面SEM图像。中心阀体接触直接连接到顶部铝源金属。源/体接触区位于源沟槽附近,也与源金属相连。有源栅极沟槽位于细胞的边缘,如上面的图2所示。

图3 SCT3022ALGC11晶体管单元- SEM横截面图

图3 SCT3022ALGC11晶体管单元- SEM横截面图

其他显著特征需要更高级的分析技术。单片机是一种扫描探针技术,能够描绘半导体结构的掺杂区域。图4展示了通过晶体管单元中间,以有源晶体管沟槽栅为中心的截面相衬SCM图像。相衬SCM对掺杂型很敏感,p型材料给出正(蓝紫色)响应,n型材料给出负(黄色)响应。单片机显示有源沟槽栅极由N型多晶硅构成,并且在沟槽栅极的两侧相邻有一个N+源区。P+体区域似乎延伸到假源沟槽的底部,并在有源闸的每一侧形成垂直沟道区域。这些掺杂区域将通过掺杂剂植入过程形成。

图4 SCT3022ALGC11晶体管单元截面SCM

图4 SCT3022ALGC11晶体管单元截面SCM

TechInsights分析人员对上述结构、材料和掺杂剂分析进行了解释,以建立设备工艺流程中所采取步骤的模型。然后,这些数据可以与概要一起使用Sentaurus过程资源管理器来模拟流程。具体地,我们的逆向工程的详细结果用于制表在SCT3022ALGC11模具的制造中使用raybet炉石传说的可能的处理步骤。在GDSII格式生成估计掩模布局,基于用于所述设备的每一层的平面图成像检查。图5显示从过程仿真得到的晶体管单元区域的最终结构。示出导致这一最终结构的处理步骤的视频被呈现在图6中。

图5 SCT3022ALGC11过程仿真的最终结构

图5 SCT3022ALGC11过程仿真的最终结构

图6 SCT3022ALGC11概要流程浏览器仿真

工艺流程分析是一种增值的工艺逆向工程服务,通过对设备结构的平面图和横截面分析所提供的结构信raybet炉石传说息的解释,提供更深刻的见解。TechInsights目前正在为几个技术领域的订阅客户提供这项服务,这些领域包括功率半导体、图像传感器、内存和逻辑。

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