全デバイスタイプに対応する精密注入
当社のイオン注入サービスは、SiCとGaNの要求の厳しいニーズを中心としたパワーデバイス要件に対して構築されています。高ドーズのSiC注入では、注入起因の格子損傷を抑えるために高温注入が広く用いられます。SiC・GaNの基板温度はイオン種、ドーズ、エネルギー、デバイス要件に応じて選定します。
高温注入（最大600°C）
SiCとGaNは注入中に高い基板温度が必要です。非晶質化を防ぎ結晶構造を保護。SiC MOSFETウェル注入とGaN HEMTアイソレーションに不可欠。
幅広いドーパント選択（60種類以上）
Si・SiC・GaN・GaAs・Ga₂O₃全体のn型・p型・共注入要件をカバー。Ca・Ba・La・Fe・Cr・Snなどの希少種も対応。
幅広いウェーハ対応
小チップ・2インチ研究サンプルから300mm量産ウェーハまで。Si・SiC・GaN・GaAs・InP・Ga₂O₃・サファイア・ガラス全標準基板。チルト角0〜60°。
RTA - 急速熱アニール（最大1800°C）
ArまたはN₂雰囲気下で最大1800°Cの注入後活性化アニール。SiCでのAl・N・Bドーパント活性化に必須 - パワーデバイス製造で最も高温のステップ。
注入前シミュレーション
すべての注入ランの前にSRIM/TRIMまたはTCADシミュレーションを実施。ドーパント分布・ピーク濃度・ストラグル・ダメージプロファイルをモデル化。
カーボンキャップ処理
高温アニール前のカーボンキャップ成膜がSiC表面のシリコン蒸発とステップバンチングを防止。1400°C以上のアニール後にサブnm表面粗さ（低RMS）を維持するために必須。
高エネルギー・高濃度水素注入
スマートカット™型プロセス向け層分離、水素誘起欠陥エンジニアリング、SOI準備向け高濃度H。VCSEL電流アパーチャ定義にも使用。
パワーデバイス最適化
標準CMOSプロファイルではなく、パワー半導体デバイス製造専用に最適化されたプロセスパラメータ。SiCとGaNのブロッキング接合・チャネル注入・オーミックコンタクトの固有の電気的要件をエンジニアが深く理解。
注入後特性評価
注入後の電気的・物理的検証をサービスフローの一部として提供。活性化済みモニターウェーハでの4探針法シート抵抗マッピング（均一性の電気的確認）、パーティクル検査。ビームドーズは装置側で管理し、深さプロファイルはSIMSで確認します。SIMSは要求時対応。
60種類以上のドーパントに対応
標準的なシリコンn型・p型から、SiC活性化と化合物半導体向け特殊注入まで対応。
SiC n型ウェル、GaN n型層アイソレーション
SiC p型ウェル、SiC MOSFET ボディ領域
Si n型ソース/ドレイン、LDD
Si n+ ソース/ドレイン、浅接合
プリアモルファイゼーション、SiGe歪みエンジニアリング
GaN/GaAs n型ドーピング、深接合
GaN p型ドーピング、p-GaNゲート層
InGaNウェル、InP n型、チャネルエンジニアリング
層転写、パッシベーション、スマートカット™
キャリアライフタイム制御、欠陥エンジニアリング
SIMOX（埋め込み酸化膜）、基板アイソレーション
SiGe:Cトランジスタ、拡散抑制
SnO₂ TCOドーピング、等電子トラップ
研究用注入、酸化膜変性
ゲート誘電体エンジニアリング、研究
高k誘電体変性、CMOS
ゲート酸化膜パッシベーション、界面トラップ低減
Si p型ウェル、PMOS ソース/ドレイン
Si p型、GaAsドーピング、研究
追加ドーパントの提供についてはお問い合わせください
パワー半導体デバイス向けに最適化された注入プロセス
SiCとGaNデバイスのイオン注入には、標準的なCMOSとは根本的に異なるプロセスパラメータが必要です。当社のエンジニアはこれらの材料固有の要件に精通しています。
シリコンカーバイドパワーMOSFET（4H-SiC）
SiC MOSFETは複数の注入ステップが高温で必要です。室温注入では結晶格子に大きなダメージを与え、1400°C以上でのアニールなしには修復できません。当社は600°C高温注入からカーボンキャップ処理・1800°C RTAまで一貫したフローを提供します。
- n型ウェル / ドリフト層定義：400〜600°C での窒素（N）注入でn型バックグラウンドドーピングを形成
- Pボディ注入：400〜600°Cでのアルミニウム（Al）注入でチャネルとブロッキング接合を定義
- N+ソース注入：オーミックソースコンタクト向け窒素（N）高ドーズ注入
- P+オーミックコンタクト注入：p側オーミックコンタクト形成向けAlの高ドーズ注入
- カーボンキャップ + RTA 1400〜1800°C：全注入ドーパントを活性化。カーボンキャップで表面劣化を防止
- 注入後検証：シート抵抗、ドーズ均一性、パーティクルスキャン。4探針法マッピングおよびSIMSプロファイリング（要求時）
窒化ガリウムHEMT（GaN-on-Si / GaN-on-SiC）
GaN HEMT製造ではイオン注入を主にデバイスアイソレーションに使用します。フッ素または窒素注入でHEMT構造間の活性チャネルを高抵抗領域に転換。エッチングなしでアイソレーションを達成し、表面ダメージを防止します。
- メサアイソレーション（注入）：N+またはマルチエネルギー注入でエッチング誘起表面ダメージなしの深アイソレーション
- GaNへのMg注入：注入p型領域を評価する研究・プロセス開発向けに対応（量産のp-GaNゲートは通常エピタキシャル成長）
- Si n型オーミック領域：シリコン注入でソース/ドレインオーミックのn+コンタクト領域を定義
- 注入後活性化アニール：N₂雰囲気下RTA 700〜1000°CでエピタキシャルMgドープ層を脱水素化（注入Mgの活性化は案件ごとに検討）
IGBT · Siパワーデバイス
標準およびパワーシリコンデバイスの注入フロー。IGBT向けP+コレクタ・N-ドリフト・Pボディ・N+エミッタ注入。BJTとHBTデバイス構造向けベース・エミッタ注入。
注入前シミュレーション
すべての注入ランの前にSRIM/TRIMまたはTCADでドーピングプロファイルの詳細シミュレーションを実施。潜在的な問題をウェーハ処理前に発見します。
- 深さ方向ピークドーパント濃度
- 縦方向ストラグル（ΔRp）
- マスクエッジ効果の横方向ストラグル
- ダメージプロファイル・非晶質化チェック
- マルチエネルギーボックスプロファイル設計
最初のウェーハ処理前にシミュレーションレポートを提供。ドーピング要件が達成可能かどうかを確認できます。
最大1800°C - SiC活性化アニール
活性化アニールはパワーデバイス注入フローの最終かつ最も過酷なステップです。当社は同一プロジェクト内で一貫したフローとして提供します。
Si / IGBT
900〜1100°C、N₂雰囲気。B・P・As活性化。ドーパント拡散を最小化しながら浅接合を活性化。
GaN HEMT
700〜1000°C、N₂雰囲気。エピタキシャルMgドープGaNの脱水素化。注入Mgの活性化は開発案件として個別に検討します。
SiC MOSFET
1400〜1800°C、Ar雰囲気 + カーボンキャップ。AlとN活性化。SiC MOSFET井の必須ステップ。
| パラメータ | 仕様 | 備考 |
|---|---|---|
| ウェーハサイズ | サンプル・小片、50・75・100・150・200・300 mmウェーハ | 非標準サイズはリクエストで対応 |
| 基板材料 | Si · SiC · GaN · GaAs · InP · Ga₂O₃ · サファイア · ガラス · InGaAs | 超ワイドバンドギャップを含む全標準半導体基板 |
| 注入温度 | 室温〜600°C（高温注入） | 材料・イオン種・ドーズに応じて高温注入を選定（高ドーズSiCで一般的） |
| ドーパント種 | B, P, As, BF₂, Al, N, H, O, C, Ge, Mg, Si, In, Ca, Ba, He, La, Sn, Cl, B, Ga, Fe, Cr + その他 | 60種類以上、その他についてはお問い合わせください |
| ドーズ範囲 | 1×10¹⁰ 〜 1×10¹⁷ cm⁻² | ボックスプロファイル向けマルチエネルギー対応 |
| エネルギー範囲 | 0.1 keV〜100 MeV | 1 keV未満はプラズマイマージョン（PIII）；keV帯は中電流・高電流機；高エネルギー注入は最大100 MeVまでご要望に応じて対応（イオン種依存） |
| 装置クラス | 中電流・高電流・高エネルギー・プラズマイマージョン（PIII） | イオン種・ドーズ・エネルギー・プロファイルに応じて選定。ドーズ範囲と均一性は装置クラスに依存 |
| パターン付きウェーハ | フォトレジスト・ハードマスク付きウェーハに対応 | レジスト厚は注入エネルギー・イオン種に対して事前確認 |
| 金属付きウェーハ | 個別に評価 | 注入および後続アニールでは金属のないウェーハを推奨。金属化済みウェーハは受入前に評価します |
| チルト角 | 0°〜60° | チャネリング抑制；深いレトログレードプロファイル向け制御チャネリングも対応 |
| 注入前シミュレーション | SRIM/TRIMドーパントプロファイルモデリング込み | 処理前にプロファイルレポートを提供 |
| RTA最高温度 | 1800°C | ArとN₂雰囲気 |
| 注入後検証 | シート抵抗（4探針法）・ドーズ均一性・パーティクル数 | ウェーハとプロセスデータレポートとともに提供 |
| ビーム平行度 | ±0.5°以下 | サブミクロンデバイス均一性に重要；平行ビームアーキテクチャ |
| カーボンキャップ処理 | 対応 | 1400°C以上のSiCアニールに必須 |
| SiC活性化アニール | 1400〜1800°C | SiC MOSFETウェル向けAlとN活性化 |
| GaN活性化アニール | 700〜1000°C | GaN p-ゲート向けMg p型活性化 |
| 表面粗さ | カーボンキャッププロセスで低RMS達成 | SiCゲート酸化膜品質に重要 |
当社のイオン注入が使用されている用途
SiCパワーMOSFET
4H-SiC MOSFET製造の完全注入フロー。Pボディ・N+ソース・P+オーミックコンタクト、plus カーボンキャップ付き1800°C活性化RTA。
GaN HEMT · パワーデバイス
注入アイソレーション、Mg p型ゲート、Si n型オーミックコンタクト。5G/6G RF、EV向けエンハンスメントモード（Eモード）GaNトランジスタ。
IGBT · バイポーラデバイス
IGBT製造向けP+コレクタ・N-ドリフト・Pボディ・N+エミッタ注入。BJTとHBTデバイス構造向けベース・エミッタ注入。
MEMSセンサー · アクチュエータ
圧力センサー向けシリコン内ピエゾ抵抗注入（ボロン）、SOI MEMS向け埋め込みP+ストップ層、MEMSデバイス向け犠牲層ドーピング。
SOI · 層転写
スマートカット™型SOI基板準備のための高エネルギー・高濃度H注入。水素バブル形成で精密深さに層境界を形成。
化合物半導体デバイス
注入によるGaAsとInPデバイスアイソレーション、HBTベース/エミッタドーピング、フォトディテクタ向けInGaAsチャネル注入。
当社のイオン注入能力の差別化ポイント
ほとんどのファウンドリは標準的な室温シリコン注入を提供します。当社の差別化は、SiCとGaNの高温注入・1800°C RTA・幅広いドーパント選択・注入前シミュレーション・フルプロセスフローとの統合にあります。
SiC/GaN向け高温注入
注入中に600°C基板加熱。ほとんどのファウンドリにはない能力。600°C注入なしにはSiC MOSFET製造は不完全なものになります。
1800°C RTA
SiCデバイス製造で最も高温のプロセスステップを当施設内で実施。SiC RTAのために別途送付は不要です。
60種類以上のドーパントをすぐに利用可能
標準ファウンドリでは入手不可能な希少種（Ca・Ba・La・Cl）を含む60種類以上をストック。リードタイム不要。
注入前シミュレーション込み
すべてのプロジェクトに追加料金なしでシミュレーションランを含む。ご要望のドーピングプロファイルが提案する注入条件で実現可能かを事前に評価します。
1枚から、最低ロットサイズなし
パワーデバイスR&Dとプロトタイピングには25枚ロットは不要。単一ウェーハと小バッチを処理。
完全プロセスフローとの統合
イオン注入の直後にエッチング・成膜・CMP・ボンディングを同一プロジェクト内で実施。クロス工程汚染リスクなし。
プロジェクトを開始しましょう。
1営業日以内を目安にご連絡いたします。
プロセス要件・基板・生産数量をお知らせください。株式会社ナノシステムズJPのエンジニアが1営業日以内を目安にご連絡いたします。詳細見積もりは通常7〜10営業日以内。すべてのプロジェクトに注入前シミュレーション込み。