IGBT全称“绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor)”,自商业化应用以来,其作为新型功率半导体器件的主型器件,在1-100kHz的频率应用范围内占据重要地位,被广泛应用于工业、4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、航空航天、国防军工等传统产业领域以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。


IGBT激光退火工艺简介图    IGBT器件市场应用领域


近年来,激光退火(LSA)被认为是对前道IC超浅结(USJ)和硅化物退火的技术突破,后续扩展至BSI-CIS、TFT晶化和激光剥离等应用领域。与传统退火工艺(如RTP、Furnace)相比,激光退火可精确控制硅片面的能量密度,并具备更短的脉冲驻留时间、更高的激活效率、更少的热扩散、亚熔和完全熔化退火等优势。随着IGBT技术发展和薄片加工工艺研发的需要,越来越多的IGBT背面退火应用开始引入激光退火技术。


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 典型IGBT激光退火工艺

IGBT背面工艺首先是基于已完成正面Device和金属Al层的基础上,将硅片通过机械减薄或特殊减薄工艺(如Taiko、Temporary Bonding 技术)进行减薄处理,然后对减薄硅片进行背面离子注入,如N型掺杂P离子、P型掺杂B离子。

IGBT激光退火工艺简介

图    IGBT退火过程分析



IGBT激光退火可分为4个阶段:

第1阶段,能量从退火硅表面传递到200nm深度,此时B和P的激活浓度增加,对应B激活浓度达到最大值;

第2阶段,在500nm深度位置,当P的激活浓度超过了B,就会在 SRP曲线上发现明显的PN结中和效应;

第3阶段,随着P的浓度不断增加,在2µm深度位置,对应绿光波长将实现有效激活,此时P激活浓度达到最大值;

第4阶段,2µm以上退火深度更多地借助热扩散来完成,此时随深度积分而来的激活率也获得最大值




IGBT激光退火工艺简介

IGBT激光退火工艺简介


原文始发于微信公众号(上海微电子装备集团):IGBT激光退火工艺简介

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