高性能IGBT激光退火设备及其量产应用.pdf

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1、电子工业专用设备EquipmentforElectronicProductsManufacturing材料制造工艺与设备高性能IGBT激光退火设备及其量产应用陈勇辉，刘国淦(上海微电子装备有限公司，上海201203)摘要：激光退火工艺可以有效修复离子注入破坏的晶格结构，获得比传统退火方式更好的离子激活效率和激活深度，且不损伤Taiko硅片的正面器件，从而在FS-IGBT器件的制造过程中得到业界的广泛关注和应用。针对FS-IGBT激光退火工艺的特点，通过对退火深度、激光波长、光斑尺寸，以及Taik

2、o薄片传输等技术的深入分析和数值仿真，完成了SLA500激光退火设备的研制，并通过现场测试数据验证。测试结果表明，SLA500激光退火设备的各项关键技术指标，如退火深度、激活效率、RS均匀性和重复性等，均能满足FS-IGBT激光退火工艺的量产应用。关键词：激光退火；绝缘栅双极型晶体管；Taiko硅片中图分类号：TN304.05文献标识码：A文章编号：1004-4507(2014)04-0001-07FS-IGBTLaserAnnealingScannerandRelatedApplication

3、sCHENYonghui，LIUGuoGan(ShanghaiMicroElectronicsEquipmentCo.，Ltd.Shanghai201203，China)Abstract:IGBTtechnologyhasbeendevelopedfromPlanarPunch-Through，TrenchNon-Punch-ThroughtoTrenchFieldStop(FS).Inordertoformafieldstoplayeronthebacksideofthewafer，deep-

4、implanteddopingelements(likePhosphorousandBoron)havetobeactivatedthroughahigh-temperatureannealingprocess.ComparedtotraditionalannealingprocessasRTPorfurnace，laserannealinghasmanyadvantages:energydensitypreciselycontrolled，shortprocessingtime(nanosec

5、ondsormicroseconds)，highdopantactivationrate，smalldiffusion，optionalsub-meltingormeltingprocessing，notcausethermaldamagetothesubstratesurface，andperfectuniformityandrepeatability.SLA500laserannealingscannerhasbeendevelopedtoovercomeRTP/Furnaceshortco

6、mingandtoprovidesignificantlyhigherprocessstabilityandyieldforFS-IGBT.Thetestdatum，whichincludingRSuniformity&repeatability，activationrate&depth，hasshownthattheSLA500laserannealingscannerforfieldstopIGBTbacksidedopantactivationisapowerfultoolsuitable

7、formassproduction.Keywords:LaserAnnealing；IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor）；TaikoWafer收稿日期：2014-03-28Apr．２014（总第230期）1电子工业专用设备材料制造工艺与设备EquipmentforElectronicProductsManufacturing绝缘栅双极型晶体管（IGBT，InsulatedGate型转向NPT（NonPunchThrough）型，接着从NPT[2]Bipolar

8、Transistor）是由双极型三极管（BJT，Bipo-型转向FS型以及FS-Trench型：larJunctionTransistor）和绝缘栅型场效应管第一代：平面穿透型（Planar,PT），功耗100（MOSFET，Metal-Oxide-SemiconductorField-Ef-（相对值）fect-Transistor）组成的复合全控制电压驱动式功第二代：改进的平面穿透型（Planar,PT），功率半导体器件，集双极型功率晶体管和功率耗74（相对值）MOSFET的优点于一体，具有电