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带刻蚀点的原子层刻蚀

适用于GaN电力电子和射频应用

牛津仪器公司的PlasmaPro 100原子层刻蚀(ALE)解决方案可提供精确的刻蚀控制,满足GaN HEMT制造商的尖端规格和性能要求。PlasmaPro 100 ALE系统结合了针对GaN和AlGaN层优化的全集成Etchpoint®刻蚀深度监控解决方案,可为p-GaN HEMT和凹栅MISHEMT等器件提供低损伤刻蚀和平滑的表面,以及十分优越的目标刻蚀深度精度。

由于移动设备充电器、电动汽车、基站收发器和数据中心等广泛产品需要集成高效、高性能的器件,因此用于电力电子和射频应用的GaN HEMTs的制造正经历着大规模的生产高峰。

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PlasmaPro 100 ALE和Etchpoint解决方案的主要优点

  • 在同一腔室内对GaN和AlGaN进行高速ICP和低损伤ALE加工,其中最大加工直径可达200 mm
  • 利用卓越的刻蚀一致性工艺,有助于提高器件和晶圆的产量
  • 刻蚀平台已经过生产验证,并配备自动盒式处理机,可用于大批量生产,值得信赖
  • 正在申请专利的紫外波长刻蚀点刻蚀深度监控器是与LayTec共同开发的,并专门针对GaN和AlGaN刻蚀进行了优化
  • 刻蚀点终点检测实现了卓越的刻蚀后剩余AlGaN厚度精度,为±0.5 nm
  • 利用ALE加工可降低AlGaN和GaN表面粗糙度,并进一步提高GaN HEMT的性能

GaN 电力电子&射频应用

5G base stations

5G基站

Efficient power suppliers for data centres

数据中心的高效电力供应商

Fast chargers for EV

电动汽车快速充电站

Fast mobile devices charging

移动设备的快速充电

使用ALE和Etchpoint为GaN HEMTs带来的性能优势

用于p-GaN HEMTs的ALE和Etchpoint 

  • 利用Etchpoint EPD可以精确控制p-GaN的刻蚀深度
  • 利用高速ICP刻蚀GaN后,再通过ALE工艺,将在AlGaN表面实现低损伤“soft-landing”
  • 具备低粗糙度、表面平滑等特性,可实现性能更佳的常关断HEMT器件

图示说明(左):ICP-RIE工艺的AlGaN表面粗糙度更高(0.8 nm Ra)。

图示说明 (右):ICP-RIE&ALE工艺的AlGaN表面粗糙度降低(0.4 nm Ra)。

pganhemt

图示说明:ALE用于对p-GaN器件的表面平滑和低粗糙度处理,以提高器件性能。


凹栅极MISHEMT的ALE和Etchpoint解决方案

  • 利用低刻蚀速率、低损伤、受控ALE工艺,可刻蚀<25 nm AlGaN层,除此之外凹栅极区域通常仅残留0-5 nm AlGaN
  • 剩余AlGaN层的刻蚀厚度精度为±0.5 nm,可实现正常关断器件特性并提高器件可靠性
  • 常关型凹栅MISHEMT已成功演示
  • 具备表面粗糙度低,剩余的AlGaN(部分刻蚀凹槽)或GaN(完全刻蚀凹槽)表面光滑平整的特性

图示说明(左):ALE前的GaN表面粗糙度(0.2 nm Ra),以展示通过GaN刻蚀的全加工器件。

图示说明(右):ALE之后的GaN表面粗糙度(0.1 nm Ra),以展示通过AlGaN刻蚀的全加工器件。

mishemt

图示说明:ALE可将部分刻蚀凹槽中剩余AlGaN的刻蚀厚度精确控制在±0.5 nm,从而实现常关断器件并提高器件可靠性。

图示说明:用TEM验证3个样品的AlGaN层刻蚀点精度。即刻蚀点刻蚀后的目标AlGaN剩余厚度为5 nm ± 0.5 nm,这与刻蚀点刻蚀痕迹相关联。

刻蚀点刻蚀深度监测仪

Etchpoint®是一种正在申请专利的基于紫外反射率的终点技术,其所选择的优化波长可实现优越的GaN和AlGaN刻蚀层深度精度。其他终点解决方案通常只能达到±2 nm的分辨率,这限制了能可靠制造某些GaN HEMT器件结构的能力。牛津仪器公司通过与LayTec公司合作,独家开发并优化了这一全新的刻蚀深度监测解决方案,可同时实现Etchpoint与PlasmaPro 100 ALE系统的硬件和软件完全集成。

Etchpoint产品特点

  • 基于紫外线反射的终点
  • 光斑尺寸约300 µm
  • 基于紫外线在500 x 500 µm无结构测试垫上的反射,测量EPD停止信号的测量值
  • 在刻蚀工艺开始前自动到达测试位置,并在5 x 5 mm的区域搜索
  • Etchpoint与系统PTIQ控制软件之间有完全集成的软件接口
  • 配有可倾斜测量头和电动XY平台,用于测试垫搜索
  • 刻蚀点终点检测实现了卓越刻蚀后剩余AlGaN厚度精度,为±0.5 nm的
etchpoint

高度可配置、灵活的系统

集群选项

这些平台可以组合在一起,从而实现技术和工艺的集群,并提供盒式或单晶圆装载选项。除此之外,还可提供六角形或方形传送室配置。

Cobra单盒式集群
Cobra单盒式集群
Cobra缠绕盒式集群
Cobra缠绕盒式集群

全球客户支持服务

牛津仪器致力于提供全面、灵活和可靠的全球客户支持。我们将在系统的整个生命周期内提供优质服务。

  • 远程诊断软件可快速、轻松地诊断和解决故障
  • 可根据预算和当下情况提供支持合同
  • 全球战略位置的备件可快速响应

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