【IC风云榜候选企业220】衍梓装备:业内首款改进工艺SiC栅氧制备设备

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【编者按】2024年度IC风云榜再度升级,奖项扩展至35个、榜单增至59项,不仅在形式和深度上焕然一新,而且分类更加科学全面,产业触达程度更深、行业影响力持续扩大。本届评委会由半导体投资联盟超100家会员单位、500+半导体行业CEO共同担任,获奖名单将于2024半导体投资年会暨IC风云榜颁奖典礼上隆重揭晓,激发产业创新潜能,树立产业新标杆。

【候选企业】上海衍梓智能科技有限公司(以下简称:衍梓装备)

【候选奖项】年度技术突破奖

集微网消息,在新能源汽车、光伏、储能等新兴市场的强力驱动下,SiC加速了对IGBT的市场替代,不过,相比IGBT的成熟,SiC仍处于技术持续完善进程中,为了加速SiC大规模投放市场,产业链企业加速了对SiC的相关技术研发。

其中,成立于2020年的衍梓装备是国内领先的半导体设备公司,聚焦于硅基外延环节及SiC的晶圆制造环节。公司发展迅速,目前已形成制程段完整设备矩阵,实现主要客户全覆盖,致力于实现我国半导体领域关键设备的国产工艺替代及升级创新。

衍梓装备拥有业内顶尖的研发团队,核心技术团队来自于顶尖IDM、Foundry、设备与材料等国际知名大厂,能力涵盖器件、制程工艺、材料、设备及仿真模拟等领域,拥有数十年一线生产制造和研发经验。公司建设中试线千余平,设有先进薄膜研发中心,针对功率、射频及先进制程研发设备与工艺,与关键客户形成良好的研究协同能力。

在硅基领域,公司关注细分化和差异化方向,产品包括STO等离子表面处理设备、高可靠厚外延生长设备等;碳化硅领域,重点关注特色工艺创新,产品包括碳化硅衬底处理设备SiC-T、碳化硅低缺陷栅氧制备设备SiC-GO、及碳化硅检测解决方案等。

据了解,衍梓装备技术立足自主研发,产品在深入了解客户需求的基础上进行工艺创新,能够为客户提供优质产品,为客户提高良率与生产效率,提高产品一致性,降低客户生产成本。

在SiC制造领域,高温离子注入机、金属有机化合物化学气相沉淀MOCVD以及栅氧制备设备是SiC领域的三大核心设备。在团队全力攻关下,衍梓装备成功推出低缺陷SiC栅极氧化层制备设备。

碳化硅器件在极端工作条件下的可靠性对于保证系统的稳定运行起着至关重要的作用,主要的问题有雪崩失效、短路失效和浪涌失效等。器件的短路失效和浪涌失效除了热失效原因外,高温下场氧区断裂或铝熔化破坏栅氧导致栅源短路也是两个原因,这对于沉积、热氧化工艺也提出了更高的要求。

行业实践中发现器件可靠性失效大多来源于栅氧质量,现阶段栅氧的工艺质量和缺陷水平是制约高压SiC MOSFET长期工作的关键因素之一。在重复栅偏电应力和高温工作环境的作用下,栅氧界面陷阱会不断地捕获或者释放电荷,严重影响器件的参数稳定性和运行可靠性。与Si基器件相比,高压SiC MOSFET的SiC/SiO2界面缺陷密度比Si/SiO2界面高出约2个数量级,目前SiC/SiO2 界面中的界面态密度Dits 可以达到1011-1012cm-2/eV,而对于典型的Si/SiO2 界面中的界面态密度Dits 通常为109-1010cm-2/eV,这是SiC与Si的材料特性差异和SiC工艺技术不成熟导致的,使得高压SiC MOSFET栅氧界面缺陷对电荷的捕获与释放效应更加严重,进而引起阈值电压、导通电阻、漏电流等器件参数的退化和不稳定。

由于SiC器件工作温度和电场高于Si器件,因此性能优良的SiC/SiO2界面对器件的高温可靠性至关重要。常规的碳化硅栅氧工艺是氧化后进行氮化处理,将碳化硅片放在NO(无色,有毒)等含氮的气体环境中退火或直接在NO中进行氧化工艺,可以有效降低界面态,改善界面质量。整体上,高压SiC MOSFET的栅氧工艺还未成熟,需要进一步优化工艺水平,提高器件的可靠性和性能。

针对以上问题,如何改进现有工艺以提高栅氧质量,以及如何改进器件结构来补偿与提高栅氧的可靠性,是行业的共性问题,都是未来需要进一步研究和解决的问题。

衍梓装备通过多年的创新研究以及产学研联合研发,发明了新一代碳化硅低缺陷栅氧制备设备,利用创新的硅沉积工艺与低温氧化工艺,进一步降低SiC/ SiO2界面中的缺陷密度,界面态密度Dits 提高到为1010-1011cm-2/eV,进一步改善阈值电压、导通电阻、漏电流等器件参数,从而提高器件的可靠性。

相较于竞品所采用含一氧化氮高温工艺,衍梓装备设备采用改进工艺,在各项指标性能上均具备较强优势,切实有效解决产业痛点,其优势包括但不限于:

1、大幅提高晶体管的性能;

2、降低碳化硅氧化层生成成本;

3、大幅提高可靠性;

4、有助于碳化硅器件降低线宽;

5、有效降低对国外高温零部件的依赖;

6、大幅降低碳化硅器件整体成本。

衍梓装备由此也成为国内第一家推出新一代低缺陷栅氧制备设备的设备企业。

【奖项申报入口】

2024半导体投资年会暨IC风云榜颁奖典礼将于2023年12月举办,奖项申报已启动,目前征集与候选企业/机构报道正在进行,欢迎报名参与,共赴行业盛宴!

【年度技术突破奖】

旨在表彰2023年度于前沿技术领域开展原始性重大技术创新,达到国际先进/领先水平,未来或产生重大经济社会效益,对于推动我国集成电路产业链自主安全可控发展发挥重大作用的企业。

【报名条件】

1、深耕半导体某一细分领域,2023年发布的新技术或产品具有原始性重大技术创新,达到国际先进/领先水平;

2、产品应用范围广,具有良好市场前景,对全球及国内半导体产业发展起到重要作用。

【评选标准】

1、技术的原始创新性(50%);

2、技术或产品的主要性能和指标(30%);

3、产品的市场前景及经济社会效益(20%)。

责编: 邓文标
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