SiC 潜在欠陥検査装置／通電劣化シミュレーター　　「ITS-SCX100」

SiCパワーデバイスでは、SiC基板生成時に生じる結晶欠陥BPDを起点とした「通電劣化」が長期信頼性の大きな課題です。通電時の電子・ホール再結合によって欠陥が面方向へ広がり、通電特性の劣化や故障を招きます。

現在はBPDをエピタキシャル膜内でTEDに転換して影響を抑えていますが、長時間の使用によりTEDがSSFへと拡張し、最終的に故障要因となる可能性があります。SSFの評価にはチップ製造後の通電ストレス試験と破壊解析が必要で、時間とコスト負担が大きいうえ、出荷後の実使用で進行する欠陥拡張リスクを完全には排除できません。さらに高耐圧・厚膜エピ構造の需要拡大によりSSFが発生・拡張しやすくなっており、ロボタクシーやAIサーバーなど24時間稼働用途向けには、通電劣化を極力抑えた高品位SiCデバイスの開発が急務となっています。

UV照射でバイポーラ劣化を加速再現する新検査手法

本装置は、ウェーハエピ成膜後の段階でUV照射を行うことで、チップ通電時に起こる電子・ホールの再結合現象を模擬し、バイポーラ劣化を加速的に再現します。これにより、従来は長時間の通電ストレス試験と破壊解析が必要だった評価プロセスを、ライン内のウェーハ検査として置き換えることが可能になります。

UV照射

• UVレーザー照射によるBPD/積層欠陥の拡張が可能。独自開発均一照射機構付き
• レーザー照射位置合わせ機構により、ウェーハレベル、チップレベル双方対応可能
• UV照射用ヒーターステージにより、デバイスが使用される温度環境を再現

PL検査

• 拡張したBPD/積層欠陥は独自PL機構により、基板、基板界面、バッファー層、ドリフト層の観察が可能
• PL検査はレーザーオートフォーカスによる、自動焦点合わせが可能
• 画像処理アルゴリズムで、積層欠陥の発生箇所、分類が可能（バッファー層、ドリフト層、基板界面）
• 欠陥発生箇所座標付きマッピング機能付き

主な適用分野

• デバイスメーカー様向け：デバイス製造各工程にて、製造工程影響による積層欠陥影響の確認が可能、ウェーハサイズ、チップサイズ双方に対応
• ウェーハメーカー様向け：基板材料、エピ膜厚み、不純物濃度等の欠陥に与える影響の検証が、ウェーハレベルで可能
• デバイスメーカー様向け、ウェ―ハメーカー様向け：プロトン/ヘリウムなどのイオン注入効果の評価

共通

UV照射

PL検査

本検査装置を使用して表面の状態や欠陥部分をご確認したいお客様には、対象となるワークサンプルをお借りし、デモ機による事前評価を行うことが可能です。ご要望の際は、お問い合わせにてお気軽にご相談ください。

サンプル評価を試してみる

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SiCデバイス

SiCデバイスは、炭化ケイ素（SiC）を用いたパワー半導体で、高耐圧・低損失・高温動作が可能な特性を持ちます。Si-IGBTやMOSFETに比べ、電力変換効率が高く、EV・産業機器・送電システムでの採用が拡大しています。

WBG

バイポーラ劣化（Bipolar Degradation）は、SiCパワーデバイス（特にPNダイオードやMOSFET）で高電流が流れるとBPD（基底面転位）が積層欠陥（SF）へと変化し、電流の流れを阻害し、オン抵抗の増加や特性の劣化を引き起こす現象です。

SST

SiC基板中のBPDを起点にエピ層内で面方向へ拡張し、通電劣化やデバイス故障を引き起こす積層欠陥（Stacking Fault）のことです。