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액상 에피택시란 무엇입니까?

2023-08-11

LPE(액상 에피택시)는 고체 기판의 용융물로부터 반도체 결정층을 성장시키는 방법입니다.


SiC의 고유한 특성으로 인해 단결정 성장이 어렵습니다. 반도체 산업에서 사용되는 기존 성장 방법인 직선 당김법, 하강 도가니법은 대기압에서 Si:C=1:1 액상이 없기 때문에 적용할 수 없습니다. 이론적 계산에 따르면 성장 공정에서는 용액에서 Si:C=1:1의 화학량론적 비율을 달성하기 위해 105atm보다 큰 압력과 3200°C보다 높은 온도가 필요합니다.


액상 방법은 열역학적 평형 조건에 더 가깝고 더 나은 품질로 SiC 결정을 성장시킬 수 있습니다.




온도는 도가니 벽 근처에서 더 높고 종자 결정에서 더 낮습니다. 성장 과정에서 흑연 도가니는 결정 성장을 위한 C 소스를 제공합니다.


1. 도가니 벽의 온도가 높으면 C의 용해도가 높아져 용해 속도가 빨라집니다. 이로 인해 상당한 C 용해를 통해 도가니 벽에 C 포화 용액이 형성됩니다.

2. 상당량의 C가 용해된 용액은 보조용액의 대류에 의해 종결정 바닥쪽으로 이동한다. 종자 결정의 낮은 온도는 C 용해도의 감소에 해당하며, 저온 끝에서 C 포화 용액이 형성됩니다.

3. 과포화 C가 보조 용액의 Si와 결합하면 SiC 결정이 종자 결정에 에피택시하게 성장합니다. 과포화 C가 침전됨에 따라 대류가 있는 용액은 도가니 벽의 고온 끝으로 돌아가 C를 용해시키고 포화 용액을 형성합니다.


이 과정은 여러 번 반복되어 최종적으로 완성된 SiC 결정이 성장하게 됩니다.