SiC 단일 결정 성장 기술
정상 압력 하에, Si의 스티히오메트릭 비율의 액체 단계 SiC가 없습니다.
1과 같습니다.1따라서 실리콘 결정 성장에 일반적으로 사용되는 원료로 녹음을 사용하는 방법은 대량 SiC 결정 성장에 적용 될 수 없습니다. 대신 수비화 방법 (PVT,물리적 증기 운송) 가 사용됩니다.이 과정에서 SiC 분말은 원료로 사용되고, 씨 크리스탈로 SiC 기판과 함께 그래피트 크라이블에 배치됩니다.그리고 SiC 분말 쪽이 약간 더 뜨거워지면 온도 경사가 설정됩니다.전체 온도는 2000°C에서 2500°C 사이에 유지됩니다. SiC 씨드 크리스탈을 사용하는 수비 메소드는 이제 수정 된 Lely 메소드라고 불립니다.그것은 SiC 기판의 생산에 널리 사용됩니다.
그림 1은 수정된 레리 방법을 사용하여 SiC 결정 성장의 스케마적 도표를 보여줍니다. 2000 ° C 이상 가열 된 그래피트 크라이블에서 SiC 분자는 Si2C, SiC2와 같은 분자 상태로 수글리메이트됩니다.,그리고 Si는 씨앗 결정의 표면으로 옮겨집니다. 공급된 원자들은 씨앗 결정의 표면을 가로질러 이동하고 결정이 형성되는 위치에 통합됩니다.따라서 대용량 SiC 단일 결정 성장무활성 대기가 사용되고, 일반적으로 낮은 압력 아르곤, 그리고 질소가 n 타입 도핑 중에 도입됩니다.
수블리메이션 방법은 현재 SiC 단일 결정의 준비에 널리 사용됩니다.용액을 원료로 사용하여 단일 Si 결정의 성장을 하는 방법과 비교, 성장률은 상대적으로 느립니다. 품질이 점차 개선되고 있지만, 결정은 여전히 많은 굴절과 다른 문제를 포함합니다.
수브리메이션 방법 외에도또한 용액 또는 고온 화학 증기 퇴적 (CVD) 을 통해 액체 단계 성장과 같은 방법을 사용하여 대량 SiC 단일 결정을 준비하려는 시도가 이루어졌습니다.그림 2는 SiC 단일 결정의 액체 단계 성장 방법의 계획 도면을 보여줍니다.
첫째, 액체 단계 성장 방법과 관련하여, 실리콘 용매에 탄소의 용해성은 매우 낮습니다. 따라서,탄소의 용해성을 높이기 위해 Ti와 Cr와 같은 요소가 용매에 추가됩니다.이산화탄소는 그래피트 크라이블에서 공급되며, SiC 단일 결정은 씨앗 결정의 표면에 약간 낮은 온도에서 자란다.성장 온도는 일반적으로 1500°C에서 2000°C 사이로 설정됩니다.수브리메이션 방법보다 낮습니다. 성장 속도는 시당 수백 미크로미터에 달할 수 있다고 보고되었습니다.
SiC의 액체 단계 성장 방법의 장점은 [0001] 방향으로 크리스탈을 키우면 [0001] 방향으로 확장되는 변절이 수직 방향으로 구부릴 수 있다는 것입니다.,옆벽을 통해 크리스탈 밖으로 휩쓸고 나갑니다.[0001] 방향으로 확장 나선 나사 배열은 기존 SiC 결정에서 밀도가 있으며 장치에서 누출 전류의 원천입니다액체 단계 성장 방법을 사용하여 준비 된 SiC 결정에서 나사 변동의 밀도는 현저히 감소합니다.
용액 성장의 과제는 성장 속도를 높이고 성장한 결정의 길이를 늘리고 결정의 표면 형태를 개선하는 것입니다.
고온 화학 증기 퇴적 (CVD) 증식 SiC 단일 결정은 낮은 압력 수소 대기에서 SiH4를 실리콘 원천으로 사용하고 C3H8을 탄소 원천으로 사용합니다.고온 (일반적으로 2000°C 이상) 에서 유지되는 SiC 기체의 표면에 발생하는 성장성장 오븐에 들어온 원료 가스는 뜨거운 벽으로 둘러싸인 분해 구역에서 SiC2 및 Si2C와 같은 분자로 분해되며, 이들은 씨앗 결정 표면에 운반됩니다.단일 결정 SiC가 재배되는 곳.
고온 CVD 방법의 장점은 고순도의 원유가스를 사용할 수 있으며, 가스 흐름 속도를 제어함으로써 가스 단계의 C/Si 비율을 정확하게 제어 할 수 있습니다.이것은 결함 밀도에 영향을 미치는 중요한 성장 매개 변수입니다.대량 SiC 성장에서는 1mm/h를 초과하는 비교적 빠른 성장률을 달성 할 수 있습니다.고온 CVD 방법의 단점은 성장 오븐과 배기 파이프 내부에 반응 부산물의 상당한 축적입니다.또한, 가스-화상 반응은 가스 흐름에 입자를 생성하여 결정에 불순물이 될 수 있습니다.
고온 CVD 방법은 고품질의 대용량 SiC 결정을 생산하는 방법으로서 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 따라서 저렴한 비용을 달성하기 위해 지속적인 개발이 진행 중입니다.더 높은 생산성, 그리고 수브리메이션 방법과 비교하면 더 낮은 굴절 밀도.
또한, RAF (Repeated A-Face) 방법은 소수 결함이있는 대용량 SiC 결정을 생산하는 수비 기반 기술로 보고됩니다. RAF 방법에서는,[0001] 방향으로 자라는 결정에서 [0001] 방향으로 세로로 자른 씨앗 결정이이 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형의 원형이 됩니다위상회복이 결정에서 사라집니다., 더 적은 결함을 가진 대용량 SiC 결정의 결과입니다.RAF 방법을 사용하여 준비 된 SiC 결정의 굴절 밀도는 표준 SiC 결정보다 1 ~ 2 차원 낮다고 보고됩니다..
ZMSH SiC 웨이퍼 용액
SiC 웨이퍼 (SiC wafer) 는 전기적 및 열적 특성이 우수한 반도체 물질이다. 그것은 다양한 응용 분야에 이상적인 고성능 반도체이다.높은 열 저항력 외에도, 그것은 또한 매우 높은 강도를 특징으로합니다.
