4H-SIC厚いフィルム
製造要件の継続的な改善と炭化シリコン（SIC）パワーデバイスの電圧レベルに耐えることで、低欠陥と厚いエピタキシャル方向に向けてSICエピタキシャル材料の開発が発生しました。 PAM-Xiamenは、30〜200µmのフィルムの厚さ範囲で、N型およびP型SIC厚いフィルムエピタキシャル成長サービスを提供できます。
1。SICの厚いフィルム成長の仕様
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4H-sic厚のフィルムエピタキシーの技術的パラメーター |
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| アイテム | パラメータ | ||
| 基板 | |||
| ポリタイプ | 4H | ||
| オリエンテーション | 0001）軸上/軸オフ軸 | ||
| 伝導型 | nタイプ（nドープ）；半挿入（vドープ | ||
| 抵抗率 | 0.01〜0.03 ohm.cm> 1e7 ohm.cm | ||
| 表面粗さ | <0.5nm <1nm | ||
| マイクロパイプ密度 | ≤0.5cm-2 | ||
| エピ層 | |||
| 伝導型 | Nタイプ | Pタイプ | |
| 表面粗さ | ≤1nm | ≤2nm | |
| 表面欠陥密度 | ≤1cm-2 | ||
| 厚さ | 範囲 | 30〜200µm | |
| 公差 | ±6％ | ||
| 均一 | ≤2％ | ||
| キャリア濃度 | 範囲 | 1e14〜5e15cm-3 | 2e14〜5e17cm-3 |
| 公差 | ±15％ | ±25％ | |
| 均一 | ≤6％ | ≤15％ | |
2。なぜ太いsicフィルムが必要なのですか？
厚いエピタキシャル層は、枯渇層を増やすことで空間を拡張し、デバイスが10kVを超える超高ブロック電圧に耐えることができます。 20kVのIGBTデバイスを例にとると、そのドリフト領域の厚さは、縦方向の電界強度の分布要件を満たし、早期の雪崩故障を避けるために200µmに達する必要があります。
さらに、双極デバイスでは、キャリアの寿命は厚さと正の相関があります。エピタキシャル層の厚さが100µm以上に達すると、特定のキャリアの寿命が維持され、導電率変調効果が増加し、伝導損失が大幅に減少します。
熱管理の観点から、厚い膜構造は熱流束密度を効果的に低下させる可能性があります。その中で、エピタキシャル層の厚さが50µm増加するたびに、熱抵抗は効果的に減少します。厚さ100µmのエピタキシャル層と比較して、300a/cm2の作業条件下では、200µmの厚さのエピタキシャル層は、デバイスの接合温度上昇を明らかに低下させる可能性があります。
3.塩化物ベースのCVDによって成長した超厚の4H-SICエピタキシャル層の研究
化学蒸気堆積（CVD）は、4H SICホモエピタキシーの最も一般的に使用される方法です。この方法は、成長プロセス中のガス源流量、反応チャンバー温度、および圧力を効果的に制御し、成長環境を変化させ、再現性を備えたエピタキシャルの厚さ、ドーピング濃度、タイプを正確に制御できます。 CVDメソッドは、成長率と品質を向上させながら、高品質のSICシックフィルムを成長させることができます。
研究チームは、塩化物化学蒸気堆積プロセスを最適化することにより、厚さ8°の軸外SIフェースSIC基板に厚さ200 µmの低ドーピング濃度4H-SICエピタキシャル層を成功裏に準備しました。実験では、四塩化シリコン（SICL）ベースのプロセスを使用して、現場のエッチング条件を最適化する場合、150umの厚いエピタキシャル層を140um/hの高速で成長させることができることがわかっています。 150umの厚さの制限を突破するための鍵は、C/SI比を減らすことです。この戦略を採用することにより、優れた形態学的特性を維持しながら、厚さ190µmのエピタキシャル層が正常に調製されました。
シラン（SIH）ベースのプロセスシステムの場合、C/SI比を減らすと表面の品質が大幅に向上します。厚さ230µmのエピタキシャル層は、高ドーピング（10¹⁴CM⁻³）条件下で成長し、厚さ180µmの高品質のエピタキシャル層が低ドーピング（10×CM”）条件下で得られます。優れた形態を持つエピタキシャル層は、バンドエッジの排出ピーク（NBE）に近い強いことを示し、エピタキシャル層の結晶品質が高いことを示しています。形態学的欠陥を伴うエピタキシャル厚の膜、断層に関連する発光信号の積み重ねは、フォトルミネッセンス分光法を通じて検出されました。
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