실리콘 카바이드 (SiC) 기판은 본질적으로 결함이 있으며 직접 처리 할 수 없습니다.그들은 칩 웨이퍼를 생산하기 위해 에피타시얼 프로세스를 통해 특정 단일 결정의 얇은 필름의 성장을 필요로합니다.이 얇은 필름의 층은 대피층으로 알려져 있습니다. 거의 모든 SiC 장치는 대피 물질로 제조됩니다.그리고 SiC의 고모에피타시얼 물질의 품질은 SiC 장치의 개발에 필수적입니다.부피 소재의 성능은 SiC 장치의 달성 가능한 성능을 직접 결정합니다.
높은 전류 및 높은 신뢰성 SiC 장치의 경우, 부지 자각 물질은 표면 형태, 결함 밀도, 도핑 균일성,두께의 균일성큰 크기, 낮은 결함 밀도, 그리고 SiC 에피택시의 높은 균일성은 SiC 산업의 성장에 대한 주요 과제가되었습니다.
높은 품질을 달성시크로산 (SiC) 에피타크시첨단 공정과 장비에 의존합니다. SiC 부피성 성장을 위해 가장 일반적으로 사용되는 방법은 필름 두께를 정확하게 제어 할 수있는 기술인 화학 증기 퇴적 (CVD) 입니다.도핑 농도CVD는 성공적으로 상용화되어 SiC 장치 생산에 신뢰할 수있는 기술이되었습니다.
일반적으로 SiC CVD 에피타크시는핫월또는온벽CVD 시스템. 이 시스템은 4H-SiC 결정 구조의 연속성을 보장하기 위해 높은 성장 온도 (1500~1700°C) 에서 작동합니다.CVD 시스템은 수평 또는 수직 반응 챔버 설계로 개발되었습니다., 기체 표면에 대한 들어오는 가스 흐름의 방향에 따라
SiC 에피타시얼 반응기의 품질은 세 가지 주요 지표로 측정됩니다.
부근성장 성능: 두께 균일성, 도핑 균일성, 결함 밀도 및 성장률을 포함합니다.
온도 성능: 난방/냉각 속도, 최대 온도 및 온도 균일성을 포함합니다.
비용 효율성: 단위 가격과 생산 용량을 포함합니다.
세 가지 유형의 SiC 에피타시얼 원자로가 상업적으로 배포되었습니다.열벽 수평 CVD,온도벽 행성 CVD, 그리고거의 뜨거운 벽 수직 CVD각 유형은 각종의 특성을 가지고 있으며, 특정 애플리케이션에 적합합니다. 아래는 각 유형의 요약입니다:
핫 월 수평 CVD 시스템:
일반적으로, 이 시스템은 큰 지름의 웨이퍼에 적합 한 가스 떠 움직이는 단일 웨이퍼 성장 과정을 사용합니다.LPE Pe1O6이 시스템은 높은 성장률, 짧은 대각선 주기와 우수한 일관성을 달성 할 수 있습니다.진 첸 기계 및 전기,CETC 48,북부 후아추앙, 그리고NASE비슷한 시스템을 개발했습니다.
성능 측정(LPE에 따르면):
웨이퍼 전체의 두께 균일성 ≤ 2%
도핑 농도의 균일성 ≤ 5%
표면 결함 밀도 ≤ 1cm2
결함 없는 표면 (2mm x 2mm 단위) ≥ 90%
2023년 2월,진 첸 기계 및 전기발사6인치 듀얼 웨이퍼 SiC 에피택시 시스템, 각 계층에 대한 독립적인 가스 제어로 각 챔버에 두 개의 웨이퍼를 재배하여 온도 차이를 5°C 이하로 줄임으로써 단일 웨이퍼 시스템의 한계를 극복합니다.
온도벽 행성 CVD 시스템:
이 시스템은 행성 기반 배열을 갖추고 있으며, 동시에 여러 개의 웨이퍼의 성장을 허용하여 생산 효율성을 크게 향상시킵니다. 전형적인 모델은에이스트론 AIXG5WWC(8×150mm) 및G10-SiC시리즈에이스트론(독일)
성능 측정(Aixtron에 따르면):
웨이퍼 간 두께 오차 ± 2.5%
두께 균일성 ≤ 2%
웨이퍼 사이의 도핑 농도 오차 ± 5%
도핑 농도 균일성 < 2%
그러나 이 시스템은 중국에서는 거의 사용되지 않습니다. 팩 생산 데이터가 부족하고 온도 및 흐름 제어에 대한 높은 기술적 장벽이 있습니다.국내 개발은 아직 연구개발 단계입니다., 그리고 직접적인 대안은 개발되지 않았습니다.
거의 뜨거운 벽의 수직 CVD 시스템:
이 시스템은 외부 기계적 지원으로 고속 회전 기판을 사용합니다. 그들은 낮은 챔버 압력 하에서 작동합니다.따라서 성장률을 높이고반응 챔버의 상단 벽이 없어서 SiC 입자의 퇴적이 최소화되어 결함 통제가 향상됩니다.에피레보스6그리고에피레보스8에서누플라(일본) 은 대표적인 모델입니다.
성능 측정(Nuflare에 따르면):
50μm/h 이상의 성장률
표면 결함 밀도는 0.1cm2 이하로 제어
두께와 도핑 농도의 균일성은 각각 1% 및 2.6% 내입니다.
이 기술은 우수한 결과를 보여주었지만 아직 중국에서는 널리 채택되지 않았으며 대규모 사용은 여전히 제한적입니다.신 산 다이그리고진 첸 기계 및 전기비슷한 시스템을 설계했지만 기술은 아직 평가 중입니다.
이 세 가지 원자로 구조는 각각의 강점과 한계를 가지고 있으며, 특정 시장 요구에 부응합니다.
열벽 수평 CVD: 빠른 성장률, 우수한 품질, 일관성으로 유명합니다.하지만 효율은 단일 웨이퍼 작동과 빈번한 유지보수로 인해 제한될 수 있습니다..
온도벽 행성 CVD: 단일 챔버에서 여러 웨이퍼의 성장을 지원하여 생산 효율성을 높이지만 여러 웨이퍼의 균일성 통제는 전체 생산량에 영향을 미치며 여전히 도전입니다.
거의 뜨거운 벽 수직 CVD: 우수한 결함 통제와 높은 성장률을 특징으로하지만 복잡한 구조는 고급 유지 보수와 운영 전문 지식을 필요로하며 광범위한 채택을 제한합니다.
결론적으로 각 원자로 유형은 SiC 장치 생산의 다른 단계에서 중요한 역할을하며, 선택은 생산 규모, 비용,및 특정 성능 요구 사항SiC 산업이 발전함에 따라, 대동성 기술에서의 발전은 고성능 SiC 장치의 미래를 계속 형성할 것입니다.
실리콘 카바이드 (SiC) 기판은 본질적으로 결함이 있으며 직접 처리 할 수 없습니다.그들은 칩 웨이퍼를 생산하기 위해 에피타시얼 프로세스를 통해 특정 단일 결정의 얇은 필름의 성장을 필요로합니다.이 얇은 필름의 층은 대피층으로 알려져 있습니다. 거의 모든 SiC 장치는 대피 물질로 제조됩니다.그리고 SiC의 고모에피타시얼 물질의 품질은 SiC 장치의 개발에 필수적입니다.부피 소재의 성능은 SiC 장치의 달성 가능한 성능을 직접 결정합니다.
높은 전류 및 높은 신뢰성 SiC 장치의 경우, 부지 자각 물질은 표면 형태, 결함 밀도, 도핑 균일성,두께의 균일성큰 크기, 낮은 결함 밀도, 그리고 SiC 에피택시의 높은 균일성은 SiC 산업의 성장에 대한 주요 과제가되었습니다.
높은 품질을 달성시크로산 (SiC) 에피타크시첨단 공정과 장비에 의존합니다. SiC 부피성 성장을 위해 가장 일반적으로 사용되는 방법은 필름 두께를 정확하게 제어 할 수있는 기술인 화학 증기 퇴적 (CVD) 입니다.도핑 농도CVD는 성공적으로 상용화되어 SiC 장치 생산에 신뢰할 수있는 기술이되었습니다.
일반적으로 SiC CVD 에피타크시는핫월또는온벽CVD 시스템. 이 시스템은 4H-SiC 결정 구조의 연속성을 보장하기 위해 높은 성장 온도 (1500~1700°C) 에서 작동합니다.CVD 시스템은 수평 또는 수직 반응 챔버 설계로 개발되었습니다., 기체 표면에 대한 들어오는 가스 흐름의 방향에 따라
SiC 에피타시얼 반응기의 품질은 세 가지 주요 지표로 측정됩니다.
부근성장 성능: 두께 균일성, 도핑 균일성, 결함 밀도 및 성장률을 포함합니다.
온도 성능: 난방/냉각 속도, 최대 온도 및 온도 균일성을 포함합니다.
비용 효율성: 단위 가격과 생산 용량을 포함합니다.
세 가지 유형의 SiC 에피타시얼 원자로가 상업적으로 배포되었습니다.열벽 수평 CVD,온도벽 행성 CVD, 그리고거의 뜨거운 벽 수직 CVD각 유형은 각종의 특성을 가지고 있으며, 특정 애플리케이션에 적합합니다. 아래는 각 유형의 요약입니다:
핫 월 수평 CVD 시스템:
일반적으로, 이 시스템은 큰 지름의 웨이퍼에 적합 한 가스 떠 움직이는 단일 웨이퍼 성장 과정을 사용합니다.LPE Pe1O6이 시스템은 높은 성장률, 짧은 대각선 주기와 우수한 일관성을 달성 할 수 있습니다.진 첸 기계 및 전기,CETC 48,북부 후아추앙, 그리고NASE비슷한 시스템을 개발했습니다.
성능 측정(LPE에 따르면):
웨이퍼 전체의 두께 균일성 ≤ 2%
도핑 농도의 균일성 ≤ 5%
표면 결함 밀도 ≤ 1cm2
결함 없는 표면 (2mm x 2mm 단위) ≥ 90%
2023년 2월,진 첸 기계 및 전기발사6인치 듀얼 웨이퍼 SiC 에피택시 시스템, 각 계층에 대한 독립적인 가스 제어로 각 챔버에 두 개의 웨이퍼를 재배하여 온도 차이를 5°C 이하로 줄임으로써 단일 웨이퍼 시스템의 한계를 극복합니다.
온도벽 행성 CVD 시스템:
이 시스템은 행성 기반 배열을 갖추고 있으며, 동시에 여러 개의 웨이퍼의 성장을 허용하여 생산 효율성을 크게 향상시킵니다. 전형적인 모델은에이스트론 AIXG5WWC(8×150mm) 및G10-SiC시리즈에이스트론(독일)
성능 측정(Aixtron에 따르면):
웨이퍼 간 두께 오차 ± 2.5%
두께 균일성 ≤ 2%
웨이퍼 사이의 도핑 농도 오차 ± 5%
도핑 농도 균일성 < 2%
그러나 이 시스템은 중국에서는 거의 사용되지 않습니다. 팩 생산 데이터가 부족하고 온도 및 흐름 제어에 대한 높은 기술적 장벽이 있습니다.국내 개발은 아직 연구개발 단계입니다., 그리고 직접적인 대안은 개발되지 않았습니다.
거의 뜨거운 벽의 수직 CVD 시스템:
이 시스템은 외부 기계적 지원으로 고속 회전 기판을 사용합니다. 그들은 낮은 챔버 압력 하에서 작동합니다.따라서 성장률을 높이고반응 챔버의 상단 벽이 없어서 SiC 입자의 퇴적이 최소화되어 결함 통제가 향상됩니다.에피레보스6그리고에피레보스8에서누플라(일본) 은 대표적인 모델입니다.
성능 측정(Nuflare에 따르면):
50μm/h 이상의 성장률
표면 결함 밀도는 0.1cm2 이하로 제어
두께와 도핑 농도의 균일성은 각각 1% 및 2.6% 내입니다.
이 기술은 우수한 결과를 보여주었지만 아직 중국에서는 널리 채택되지 않았으며 대규모 사용은 여전히 제한적입니다.신 산 다이그리고진 첸 기계 및 전기비슷한 시스템을 설계했지만 기술은 아직 평가 중입니다.
이 세 가지 원자로 구조는 각각의 강점과 한계를 가지고 있으며, 특정 시장 요구에 부응합니다.
열벽 수평 CVD: 빠른 성장률, 우수한 품질, 일관성으로 유명합니다.하지만 효율은 단일 웨이퍼 작동과 빈번한 유지보수로 인해 제한될 수 있습니다..
온도벽 행성 CVD: 단일 챔버에서 여러 웨이퍼의 성장을 지원하여 생산 효율성을 높이지만 여러 웨이퍼의 균일성 통제는 전체 생산량에 영향을 미치며 여전히 도전입니다.
거의 뜨거운 벽 수직 CVD: 우수한 결함 통제와 높은 성장률을 특징으로하지만 복잡한 구조는 고급 유지 보수와 운영 전문 지식을 필요로하며 광범위한 채택을 제한합니다.
결론적으로 각 원자로 유형은 SiC 장치 생산의 다른 단계에서 중요한 역할을하며, 선택은 생산 규모, 비용,및 특정 성능 요구 사항SiC 산업이 발전함에 따라, 대동성 기술에서의 발전은 고성능 SiC 장치의 미래를 계속 형성할 것입니다.
