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不純物添加プロセスの均一化とは?課題と対策・製品を解説

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ウェーハプロセスにおける不純物添加プロセスの均一化とは?

パワーデバイスやパワーモジュール製造におけるウェーハプロセスでは、半導体の電気的特性を制御するために、特定の不純物をウェーハ上に均一に添加することが不可欠です。この均一性を高めることで、デバイスの性能、信頼性、歩留まりが向上します。

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NTDシリコン(中性子照射シリコン)は、面内の抵抗率の均一性に優れ、電力用サイリスタ(シリコン制御整流器)として使用され半導体パワーデバイスとして一般産業分野から家電分野まで広く利用されております。

現在、FZシリコンは汚染物質の少なさから、既存のメモリーやDSPなどのICのみならず、MEMSやオプトセンサ分野にも幅広く使用されております。
詳しくはお問い合わせください。

FZウエハ FZシリコン製品 パワーデバイス用NTDシリコン

当資料では、イオン注入の基礎として、目的、装置、その評価についてイラストにてご紹介しています。

株式会社イオンテクノセンターでは、研究開発のためのサンプル作製から
量産請負まで、半導体の前工程のプロセスの受託サービスを行っています。

イオン注入でお困りでしたら、是非当社にお任せください。

【掲載内容】
■イオン注入の基礎知識

今さら聞けない【半導体の基礎知識】~イオン注入~※イラスト解説

「パムアペックスミキサ」は、ショベル羽根による浮遊拡散混合と高速回転するチョッパー羽根による高速剪断分散作用で高品質な製品が得られます。
配合割合、比重が大きく異なる粉体の混合に適しています。
機械はお客様ニーズに合わせて1台毎のカスタマイズに対応いたします。
電池業界では正極材、負極材の混合で使用されており特に正極材の連続混合用途で、問合せが増加しています。
バッチ、連続ともに小型の試験機がございますのでテスト対応が可能です。

※詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードお願いいたします。

【電池業界で活躍】パムアペックスミキサ バッチ式/連続式

SiC(シリコンカーバイド)、GaN(窒化ガリウム、ガリウムナイトライド)等の化合物半導体では、デバイス作製に適した高温イオン注入やドーパント活性化のための高温アニールが必要とされます。弊社では、高温イオン注入や高温アニールのリクエストにお応えします。

また、アニール時の温度が高温のため、アニール前のキャップ膜による表面保護が必要になります。弊社では高温アニールだけでなく、PBII(Plasma Based Ion Implantation)を使ってカーボンキャップ膜成膜のニーズにもお応え致します。

【掲載内容】
高温イオン注入
キャップ膜成膜
高温アニール処理
※詳しくはPDFをダウンロードいただくか、お問い合わせください。

高温イオン注入・高温アニール受託サービス【SiC、GaN等】

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ウェーハプロセスにおける不純物添加プロセスの均一化

ウェーハプロセスにおける不純物添加プロセスの均一化とは?

パワーデバイスやパワーモジュール製造におけるウェーハプロセスでは、半導体の電気的特性を制御するために、特定の不純物をウェーハ上に均一に添加することが不可欠です。この均一性を高めることで、デバイスの性能、信頼性、歩留まりが向上します。

課題

不純物分布のばらつき

ウェーハ表面全体で不純物の濃度や深さにばらつきが生じ、デバイス特性のばらつきを引き起こします。

プロセス条件の変動

温度、圧力、ガス流量などのプロセス条件のわずかな変動が、不純物添加の均一性に影響を与えます。

装置性能の限界

既存の不純物添加装置では、微細な領域や複雑な構造への均一な添加が困難な場合があります。

材料特性の依存性

ウェーハ材料や不純物源の特性によって、添加プロセスの均一性が左右されることがあります。

​対策

プロセスパラメータの最適化

温度、時間、ガス組成などのプロセス条件を精密に制御し、均一な不純物分布を実現します。

高度な成膜技術の導入

プラズマ技術やレーザー技術などを活用し、より均一で精密な不純物添加を可能にします。

シミュレーションとモデリング

プロセスシミュレーションにより、不純物分布を予測し、最適なプロセス条件を事前に検討します。

インライン計測とフィードバック制御

プロセス中に不純物分布をリアルタイムで計測し、自動的にプロセスを調整して均一性を維持します。

​対策に役立つ製品例

高精度ガス供給制御システム

不純物源となるガスの流量を極めて精密に制御し、ウェーハ全体への均一な供給を保証します。

均一プラズマ発生装置

広範囲かつ均一なプラズマを生成することで、ウェーハ表面全体に一様な不純物イオンを照射します。

プロセスシミュレーションソフトウェア

不純物拡散や堆積プロセスを詳細にモデル化し、最適なプロセス条件の探索を支援します。

インライン膜厚・組成計測装置

ウェーハ上の不純物層の膜厚や組成をリアルタイムで計測し、プロセス制御にフィードバックします。

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