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PlasmaPro 100 ALE with Etchpoint

GaN パワーデバイス & RF アプリケーション向け

オックスフォード・インストゥルメンツのPlasmaPro 100原子層エッチング(ALE)ソリューションは、GaN HEMTsメーカーの最先端仕様と性能要件に対応した正確なエッチング制御を実現します。GaNおよびAlGaN層に最適化され、完全に統合されたEtchpoint®エッチング深度モニタリングソリューションにより、PlasmaPro 100 ALEシステムは、p-GaN HEMTやリセスゲートMISHEMTなどのデバイスのターゲットエッチング深度に比類のない精度で、表面平滑化による低ダメージエッチングを行います。

パワーデバイスおよびRFアプリケーション用のGaN HEMTの製造は、モバイル機器の充電器、電気自動車、基地局トランシーバー、データセンターなどの幅広い製品に搭載するための、高効率かつ高性能なデバイスへのニーズによって、大規模な生産が加速しています。

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PlasmaPro 100 ALE with Etchpoint ソリューションのメリット

  • 同一チャンバー内で実現するGaNAlGaNの高速ICP・低ダメージALEプロセス (最大200mm)
  • 優れたプロセスエッチングの均一性により、デバイスとウェハの歩留まりを向上
  • カセット式オートハンドラーによる量産で実績のある信頼のエッチング プラットフォーム
  • LayTec社と共同開発し、GaNやAlGaNエッチング用に最適化されたUVを使用する Etchpoint エッチング深度モニター (特許出願中)
  • Etchpointによるエンドポイント検出により、膜厚精度が±0.5 nmと非常に高い精度のAlGaNエッチングが実現
  • ALEプロセスによりAlGaNとGaNの表面粗さを低減し、GaN HEMTの性能を向上

GaN パワーエレクトロニクス & RF デバイス アプリケーション

5G 通信基地局

5G 通信基地局

データーセンター向け高効率電力供給

データーセンター向け高効率電力供給

EV 向け高速充電器

EV 向け高速充電器

モバイル端末用 高速充電

モバイル端末用 高速充電

ALE と Etchpoint を用いた GaN HEMT 向けメリット

p-GaN HEMT 向け ALE - Etchpoint ソリューション 

  • Etchpoint EPD (エンドポイント検出器) によるp-GaNエッチング深さの正確な制御
  • GaNの高速ICPエッチング後、ALEによりAlGaN表面に低ダメージのソフトランディングを実現
  • 表面平滑化により、ノーマリーオフHEMTデバイスの高性能化が可能に

ICP-RIE プロセスによる粗さの高い AlGaN の表面 (Ra : 0.8 nm)

ICP-RIE と ALE プロセスにより粗さが低減した AlGaN の表面 (Ra : 0.4 nm)

p-GaN HEMT

デバイスの性能を向上させるためのp-GaNデバイスの表面平滑化、平滑プロセスを実現するALE


リセスゲート MISHEMT 向け ALE - Etchpoint ソリューション

  • 低速エッチングレート、低ダメージ、制御されたALEプロセスにより、25 nm以下のAlGaN層をエッチングし、リセスゲート領域に0~5 nmのAlGaNを残存
  • 残存AlGaN層のエッチング厚み精度は±0.5 nmで、ノーマリーオフデバイスの動作とデバイスの信頼性向上を実現
  • ノーマリーオフ型リセスドゲートMISHEMTを実証済み
  • 残存AlGaN (部分的にリセスをエッチング) または GaN (完全にリセスをエッチング) の表面平滑化

ALE前のGaN表面粗さ (Ra : 0.2nm)。AlGaNスルーエッチングによる完全リセスデバイスの例。

ALE後のGaN表面粗さ (Ra : 0.1 nm):AlGaNスルーエッチングによる完全リセスデバイスの例。

mishemt

ノーマリオフデバイスの実現とデバイスの信頼性向上のため、部分的にエッチングされたリセスに対して、残存するAlGaNのエッチング厚みを±0.5 nmに正確に制御するALE

AlGaN 層に対する Etchpoint の精度を TEM により検証 ( 3サンプル)。ALE後のAlGaN残存厚は5nm±0.5nmとなり、Etchpointによるエッチングの痕と相関が見られました。

Etchpoint エッチング深度モニター

Etchpoint では、特許出願中の UV 反射率方式によるエンドポイント技術で、GaN および AlGaN のエッチング深度を比類のない精度で測定するために最適な波長が選択されています。他のエンドポイントソリューションでは、通常±2 nmの分解能しか得られないため、一部のGaN HEMTデバイス構造を確実に製造する能力が限界に達しています。この新しいエッチング深度モニタリングソリューションは、オックスフォード・インストゥルメンツがLayTec社と共同で開発し、最適化したものです。Etchpointは、PlasmaPro 100 ALEシステムのハードウェアとソフトウェアの両方と完全に統合されます。

Etchpoint の特長

  • UV反射率に基づくエンドポイント検出
  • スポットサイズ ~300 µm
  • 500 x 500 µmの非構造化テストパッドに照射されたUVの反射に基づくEPDの停止信号の測定
  • エッチングプロセス開始前に、5 x 5 mmのエリアサーチで自動的に測定位置に到達
  • EtchpointとシステムPTIQコントロールソフトウェア間の完全統合ソフトウェアインターフェース
  • チルト可能な測定ヘッド、およびテストパッド検索用のXYモーターステージを装備
  • Etchpointによるエンドポイント検出が可能なため、エッチング後の非常に高いAlGaN膜厚精度( ±0.5 nm ) が実現
etchpoint

高度に設定が可能でフレキシビリティの高いシステム

クラスターオプション

ウェハのローディングにはカセット式と枚葉式があり、複数の技術やプロセスを組み合わせることが可能です。トランスファー チャンバーには、六角形と四角形があります。

Cobra Single-Cassette Cluster
Cobra Single-Cassette Cluster
Cobra Twined-Cassette Cluster
Cobra Twined-Cassette Cluster

グローバルな、お客様サポート

オックスフォード・インストゥルメンツは、総括的で柔軟な信頼できる、グローバルなお客様サポートをお約束しています。お客様のシステムが稼働している期間、高品質のサービスを提供します。

  • 遠隔診断ソフトウェアにより、迅速で簡便な欠陥診断と問題解決を実現します。
  • ご予算と状況に合わせた、サポート契約も用意しております。
  • 迅速な対応を実現するため、戦略拠点にグローバル予備品を揃えています。

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