SiC結晶成長に対する種結晶の影響

PAM-XIAMEN は単結晶成長用の SiC 種結晶を供給できます。具体的なパラメータは次のとおりです。https://www.powerwaywafer.com/sic-seed-crystal.html

種結晶は結晶の初期核生成に大きな影響を与えます。結晶核生成段階の表面形態は、結晶成長メカニズムと結晶欠陥分布に関する豊富な情報をある程度反映することができ、核生成の品質は単結晶成長プロセスにおいて重要な役割を果たします。 4H SiC 単結晶を成長させるための PVT 法では、通常、C 面が垂直に配向しているか、わずかに斜めの角度を持った 4H SiC 種結晶が使用されます。研究者らは、次のように、さまざまな種結晶の方向が SiC 結晶の成長に及ぼす影響を調査しました。

1. 効果SEED CクリスタルT治療P進みますGSiCの列SイングルCクリスタル

SiC単結晶成長用の種結晶に対するさまざまな処理プロセスの影響を研究しました。バルクのSiC単結晶から切り出されたSiCウェーハは、研削、研磨、腐食などのさまざまなプロセスで処理されます。次に、種結晶を使用して、物理的気相輸送法により１０分間の成長時間でＳｉＣ結晶を成長させる。光学顕微鏡を使用して成長前後のウェーハの形態を観察すると、次のような結果が得られます。

SiC結晶を切断することで発生するピットやスクラッチは、研削、研磨、腐食などのプロセスを経て加工できます。ウェーハ表面の研削により生成される加工変成層は高いエネルギーを有しており、高温で結晶成長させるとウェーハ表面が著しく炭化してしまうため、ウェーハ表面の炭化が著しく進行する。

研磨では研削時に発生した傷は除去できますが、研磨により生じた研削劣化層や薄い機械的ダメージ層を完全に除去することはできません。高温の結晶成長中に研磨されたウェーハに SiC 多結晶核生成を誘発する可能性があります。

腐食はウェーハの構造欠陥を明らかにするだけでなく、研削および研磨中に生成された表面の機械的損傷層も除去します。腐食したウェーハは種結晶として機能し、成長結晶は滑らかな表面を備えた種結晶の構造を効果的に複製できます。

2. 4H-SiC結晶構造の安定性に及ぼす種結晶の極性の影響

六方晶系に属するＳｉＣ結晶の極軸はｃ軸である。 (0001) 面に沿って結晶を切断すると、SiC ウェーハには 2 つの極性面、つまり C 面 (0001) と Si 面 (0001) が存在します。主な違いは自由表面エネルギーの違いにあり、C 面はより低い自由表面エネルギーを持ち、Si 面はより高い自由表面エネルギーを持っています。

安定した結晶成長に対する種結晶の極性の影響を調査するために、SiC 結晶を種結晶の C 面と Si 面の両方に成長させました。その結果、300回以上の実験において、C面で成長した結晶はすべて4H結晶形であるのに対し、Si面では6Hのみが成長でき、この結果は種結晶形(4H、6H、または15R)とは無関係であることがわかりました。 6H SiC を種結晶として選択した場合でも、4H-SiC 結晶を正常に成長させることができました。上記の現象の理由は、成長表面の自由表面エネルギーと結晶形成のエンタルピーに関連しています。

通常、より高い生成エンタルピーを持つ 4H 結晶形は、より低い表面エネルギーを持つ C 面上で成長する傾向がありますが、より高い表面エネルギーを持つ Si 面はより成長しやすく、より低いエンタルピーを持つ 6H 結晶形を形成します。研究者らは、6H SiC 結晶形の Si 面と C 面を半分に接合し、それらをグラファイト カバー上に接着して特定の種結晶を得ることで、上記の観点をさらに調査しました。これにより、C 面が 4H SiC 結晶形の成長を促進することも証明されました。ただし、結晶変態のための遷移層があり、15R、4H、6H の両方の SiC ポリタイプ混合物が含まれています。ポリタイプ変換プロセスは、成長雰囲気に Sn 蒸気を導入することによって加速できます。

単一の 4H SiC 結晶形を得るには、4H SiC 結晶形の C 面を種結晶として選択し、より低い核生成自由エネルギーを提供し、安定した結晶成長を維持することをお勧めします。

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