Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISBWir entwickeln den 150-mm-SiC-Epitaxieprozess mit Schwerpunkt auf verbesserter Materialqualität, dicken Epischichten, p-Dotierung und Minoritätsladungsträgerlebensdauer. Im Rahmen unseres 200-mm-SiC-Demolabors sind wir Pionier in der Epitaxie und dem Implant-Annealing auf 200-mm-SiC-Substraten. Modernste Messtechnik wie UV-PL oder XRT zusammen mit der Möglichkeit, komplette Bauelemente in unserer qualifizierten 150-mm-SiC-Linie herzustellen, ermöglichen es uns, die Eigenschaften der Epischicht und des Substrats mit elektrischen Bauelementeigenschaften zu korrelieren. Basierend auf diesen Erkenntnissen werden Lösungen aufgezeigt, wie schädliche Defekte beseitigt werden können.
Siliziumkarbid
Verschiedene Versetzungstypen in SiC, visualisiert mittels defektselektivem Ätzen
In-house-prozessierte SiC Leistungshalbleiterbauelemente
Verteilung der Ladungsträgerlebensdauer von einer SiC Epitaxieschicht
Dienstleistungen
- n- und p-Typ Service-Epitaxie auf 4H-SiC-Wafern (150 mm, 200 mm)
- Herstellung von SiC-Bauelementen (z. B. JBS, VDMOS, Dioden, CMOS)
- Korrelation von Materialfehlern mit Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Bauelemente entlang der gesamten Wertschöpfungskette
- Charakterisierung:
- Abbildung von Strukturdefekten durch Röntgentopographie auf voller Waferfläche
- Abbildung von Strukturfehlern durch kombinierte optische Oberflächen- und Photolumineszenzmappings auf voller Waferfläche
- Defektselektives Ätzen
- Messungen der Minoritätsladungsträgerlebensdauer
- Deep-Level-Transient-Spektroskopie (DLTS)
- mCV- und FTIR-Messungen
- Simulation des Wärme- und Stofftransports für die SiC-Epitaxie und andere Hochtemperatur-SiC-spezifische Prozesse
Eine Forscherin des Fraunhofer IISB lädt ein 100mm SiCEpiwafer in einen Defekt-Lumineszenzscanner
Analyse der elektrischen Eigenschaften von SiC-Substraten u.a. durch Messung der Ladungsträgerlebensdauer sowie mittels DLTS.
Abbildung von strukturellen Defekten in SiC-Substraten und Epitaxieschichten auf ganzer Waferfläche mit bis zu 200 mm Durchmesser durch Röntgentopographie.
TRANSFORM - Europäische SiC-Wertschöpfungskette für eine grünere Wirtschaft
200-mm- und 150-mm-SiC-Wafer im Vergleich.
Das IISB baut mit dem europäischen Projekt TRANSFORM eine vollständige und äußerst wettbewerbsfähige europäische Lieferkette für Leistungselektronik auf Basis von Siliziumkarbid (SiC)-Leistungshalbleitern auf.
Die Partner im von der EU und dem BMBF geförderten ECSEL-Projekt TRANSFORM bauen eine äußerst wettbewerbsfähige europäische Lieferkette für die SiC-Leistungselektronik auf. Einen Schwerpunkt stellt hierbei die Entwicklung einer Halbleitertechnologie für künftige SiC-Substrate mit 200 mm Durchmesser dar, welche die Kosten für SiC-Leistungsbauelemente deutlich senken wird - aktuell sind Substrate mit 150 mm Durchmesser Stand der Technik.
Das IISB entwickelt im Joint Lab in enger Partnerschaft mit den Geräteherstellern
- Prozesse für einen fortschrittlichen Multi-Wafer-SiC-Epitaxiereaktor der Firma Aixtron,
- neuartige Anlagen zur Aktivierung von Implantationen und Substratoxidation der Firma Centrotherm,
- sowie innovative Materialcharakterisierung mittels Röntgentopographie mit der Firma Rigaku.
Der enge wissenschaftliche Austausch bietet auch den im Projekt beteiligten Substrat- und Bauelementherstellern wertvolles Feedback, um den Übergang zu 200-mm-Technologien zu beschleunigen und die Qualität und Zuverlässigkeit der Substrate, Epitaxieschichten und Bauelemente weiter zu verbessern.
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