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액상 에피택시 방법을 선택하는 이유는 무엇입니까?

2023-08-14

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.


SiC 성장을 위한 액상법은 PVT법과 비교하여 다음과 같은 장점이 있습니다.


1. 전위밀도가 낮다. SiC 기판의 전위 문제는 SiC 장치의 성능을 제한하는 핵심이었습니다. 기판의 관통 전위와 미세소관은 에피택셜 성장으로 이동하여 장치의 누설 전류를 증가시키고 차단 전압과 항복 전기장을 감소시킵니다. 한편, 액상 성장법은 성장 온도를 크게 낮출 수 있고, 고온 상태에서 냉각하는 동안 열 스트레스에 의한 전위를 감소시키며, 성장 과정에서 전위의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 반면, 액상 성장 공정은 서로 다른 전위 간 변환을 실현할 수 있습니다. TSD(Threading Screw Dislocation) 또는 TED(Threading Edge Dislocation)는 성장 과정에서 적층 결함(SF)으로 변환되어 전파 방향을 변경합니다. , 최종적으로 층 결함으로 방전되었습니다. 전파 방향이 바뀌고 최종적으로 결정 외부로 방출되어 성장하는 결정의 전위 밀도 감소를 실현합니다. 따라서 미세소관이 없고 전위 밀도가 낮은 고품질 SiC 결정을 얻을 수 있어 SiC 기반 장치의 성능을 향상시킬 수 있습니다.



2. 기판의 대면적 구현이 용이하다. PVT 방법은 횡방향 온도를 제어하기 어렵고 동시에 단면의 기상 상태가 안정적인 온도 분포를 형성하기 어렵고 직경이 클수록 성형 시간이 길어질수록 더 어렵습니다. 제어하려면 비용과 시간 소모가 크다. 액상 방법은 숄더 릴리스 기술을 통해 상대적으로 간단한 직경 확장을 허용하므로 더 큰 기판을 신속하게 얻는 데 도움이 됩니다.


3. P형 결정을 제조할 수 있다. 액상법은 성장압력이 높고 온도가 상대적으로 낮으며, Al의 조건에서는 휘발 및 손실이 쉽지 않으며, Al을 첨가한 플럭스 용액을 사용하는 액상법이 더 쉽게 높은 함량을 얻을 수 있습니다. P형 SiC 결정의 캐리어 농도. PVT 방식은 온도가 높고 P형 매개변수가 휘발되기 쉽습니다.



마찬가지로, 액상 방법도 고온에서 플럭스의 승화, 성장하는 결정의 불순물 농도 제어, 플럭스 랩핑, 부유 결정 형성, 공용매의 잔류 금속 이온 및 비율과 같은 몇 가지 어려운 문제에 직면합니다. C: Si는 1:1로 엄격하게 제어되어야 하며 기타 어려움이 있습니다.