5-4-4-1 SiCエピタキシャル成長プロセス

5-4-4-1 SiCエピタキシャル成長プロセス

液相エピタキシー、分子線エピタキシー、化学蒸着（CVD）に至るまで、興味深いさまざまな SiC エピタキシャル成長方法論が研究されています。 CVD 成長技術は、エピ層の再現性、品質、大量生産に必要なスループットを達成するための最も有望な方法として一般に受け入れられています。最も簡単に言うと、SiC CVD のバリエーションは、シリコンと炭素を含むガスを流しながらチャンバー「リアクター」内で SiC 基板を加熱することによって実行されます。これにより、Si と C が分解してウェーハ上に堆積し、よく制御された条件下でエピ層が規則正しく単結晶成長することが可能になります。従来のSiC CVDエピタキシャル成長プロセスは、1400℃～1600℃の基板成長温度、0.1～1気圧の圧力で実行され、1時間あたり数マイクロメートル程度の成長速度が得られます。より高温（最高 2000 ℃）の SiC CVD 成長プロセス（一部はハロゲン化物ベースの成長化学薬品を使用）も、高電圧デバイスに必要な非常に厚いエピタキシャル層に加えてバルク SiC ブールの成長に十分と思われる、毎時数百マイクロメートル程度の高い SiC エピ層成長速度を得るために開拓されています。

SiC 成長温度は他のほとんどの半導体で使用されるエピタキシャル成長温度を大幅に超えるという事実にもかかわらず、さまざまな SiC CVD エピタキシャル成長リアクター構成が開発され、商品化されています。たとえば、一部のリアクターは SiC ウェーハ全体に水平反応ガス流を使用しますが、他のリアクターは反応ガスの垂直流に依存します。一部のリアクターでは、加熱された「ホットウォール」または「ウォームウォール」構成でウェーハが囲まれていますが、他の「コールドウォール」リアクターでは、SiC ウェーハの直下にあるサセプタのみが加熱されます。 SiC エレクトロニクスの商業生産に使用されるほとんどのリアクターは、ウェーハ全体のエピ層​​パラメーターの高い均一性を確保するためにサンプルを回転させます。複数のウェーハ上にエピ層を同時に成長できる SiC CVD システムにより、SiC 電子デバイス製造のウェーハ スループットが向上しました。