客户案例

用于功率器件的栅极电介质

宽带隙(WBG) 功率半导体器件广泛应用于汽车、交通运输、能源、工业和消费类领域,可显著提高能效。WBG 半导体,例如氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)具有出色的电性能,正在稳步取代硅。基于 GaN 的功率器件因其卓越的材料特性(例如 高电场击穿、高电子饱和速度和高迁移率)而成为下一代高效功率转换器的理想替代方案。 开发商使用 GaN 功率器件的主要平台主要基于在低成本的大型硅衬底上形成的横向 AlGaN/GaN 异质结。

为了安全操作功率器件系统,OFF 特性通常是开关设备的首选。因此,能够随时开闭的增强模式(E模式)GaN 器件是不可缺少的。目前有两种有效技术能够在具有低导通电阻的情况下实现 E 模式工作,其中包括 p-GaN 栅极 HEMT 和具有全凹入栅极结构的金属绝缘体半导体 HEMT(MISHEMT)。MISHEMT 与 Si 和 SiC 功率 MOSFET 一样,具有较大的导通电压工作和较低的电流泄漏。

挑战

能否在凹陷的 MISHEMT 结构上沉积无针孔的高击穿电压电介质层,这是目前所面临的挑战。电介质的保形性是实现良好器件性能的关键。在E模式 MISHEMT中,添加栅极电介质可能会在界面处形成高密度的浅陷阱和深陷阱。正确的表面清洁和预处理以及界面层技术对于实现低密度的界面陷阱是至关重要的。

客户

功率半导体器件制造商正在寻求解决方案。以通过频率性能窗口扩展密度,从而适用于包括汽车、通信、数据中心和消费类在内的广泛应用。简而言之,前提条件是尺寸重量比成为重要因素。

Beneq 解决方案

通过 ALD 工艺,可以将诸如 Al2O3, AlON 和 HfO2 的电介质沉积作为理想的具有共形性和可重复性的栅极电介质。厚度仅达几个单层。批处理热 ALD 功能可实现高通量,而等离子体预处理和等离子体 ALD 可支持定制栅极电介质的特性。

Beneq ALD 批量集群工具是用于制造 GaN 功率器件栅极电介质的灵活解决方案。除栅极电介质外,通过使用多层堆叠或纳米层压板的 ALD 封装,功率器件的防潮能力可进一步增强。基于所涉及的材料,层压板可采用在低至70℃ 的温度下沉积的各种氧化物组合。最终,ALD AlN 提供了整个器件上 GaN 表面的钝化技术。

Beneq Transform 自动 ALD 集群工具是一种灵活的大容量整体原子层沉积解决方案。它非常适合用于沉积性能关键的介电层、钝化层和阻挡层,而且适用于电源、微机电系统、射频、液晶显示屏、III-V、光学及其他超摩尔应用。Beneq Transform 将行业标准、超清洁和可靠的盒对盒自动化要求与 Beneq 专有的单晶圆和批量 ALD 工艺模块以及用于预处理的附加PM有效结合在一起。Beneq Transform 完全符合超净要求、SECS/GEM 通信以及 SEMI S2 和 S8 标准。Beneq C2 是适用于 MtM 应用的首选产品,其优势包括最小的占地面积、最大的净室面积容量和最低的拥有成本。

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