SiCのエピタキシー
- 説明
製品の説明
SiCのエピタキシー
PAM-XIAMEN は、炭化ケイ素デバイスの開発のために、6H または 4H 基板上にカスタム薄膜 (炭化ケイ素) SiC エピタキシーを提供します。 SiC エピウエハは、主に SBD、JBS、PIN、MOSFET、JFET、BJT、GTO、IGBT などを含む 600V ～ 3300V のパワーデバイスの製造に使用されます。基板として炭化ケイ素ウエハを使用し、化学気相成長 (CVD) ) 方法は通常、ウェーハ上に単結晶の層を堆積してエピタキシャルウェーハを形成するために使用されます。 その中で、SiC エピタキシーは、導電性炭化ケイ素基板上に炭化ケイ素エピタキシャル層を成長させることによって調製され、さらにパワーデバイスに加工することができます。
1.SiCエピタキシーの仕様：
| アイテム | 仕様 | 標準値 |
| ポリタイプ | 4H | — |
| オフの方向に向けて | 4度オフ | — |
| <11 2_ 0> | ||
| 導電率 | n型 | — |
| ドーパント | 窒素 | — |
| キャリア濃度 | 5E15-2E18 cm-3 | — |
| 公差 | ±25％ | ±15％ |
| 均一 | 2” （50.8ミリメートル）<10％ | 7％ |
| 3” （76.2ミリメートル）<20％ | 10％ | |
| 4” （100ミリメートル）<20％ | 15％ | |
| 厚さの範囲 | 5-15ミクロン | — |
| 公差 | ±10％ | ±5％ |
| 均一 | 2” <5％ | 2％ |
| 3” <7％ | 3％ | |
| 4” <10％ | 5％ | |
| 大きな点欠陥 | 2” <30 | 2” <15 |
| 3” <60 | 3” <30 | |
| 4” <90 | 4” <45 | |
| エピ欠陥 | ≤20cm-2 | ≤10cm-2 |
| ステップバンチング | ≤2.0nmさ（Rq） | ≤1.0nmさ（Rq） |
| （粗さ） |
50.8および76.2 mmの場合は2 mmのエッジ除外、100.0 mmの場合は3 mmのエッジ除外
•厚さとキャリア濃度のすべての測定ポイントの平均（5ページを参照）
•20ミクロン未満のN型エピ層の前には、n型、1E18、0.5ミクロンのバッファ層
•すべての厚さですべてのドーピング密度を利用できるわけではありません
•均一性：標準偏差（σ）/平均
•エピパラメータに関する特別な要件は、リクエストに応じて
2. SiCエピタキシーの導入
なぜ炭化ケイ素エピタキシャルウェーハが必要なのでしょうか?従来のシリコンパワーデバイスの製造プロセスとは異なるため、炭化ケイ素パワーデバイスは炭化ケイ素単結晶材料上に直接製造することができません。 高品質のエピタキシャル材料は導電性単結晶基板上に成長させる必要があり、さまざまなデバイスはSiCエピタキシャルウェーハ上に製造されます。
SiC エピタキシー成長の主なエピタキシャル技術は化学蒸着 (CVD) であり、SiC エピタキシー リアクターのステップ フローの成長を通じて、一定の厚さとドープされた炭化ケイ素エピタキシャル材料を実現します。 炭化ケイ素パワーデバイスの製造要件と耐電圧レベルの向上により、SiC エピウェーハは低欠陥と厚いエピタキシーの方向に発展し続けています。
近年、薄い炭化ケイ素エピタキシャル材料（＜20 μm）の品質が継続的に改善されています。 エピタキシャル材料の微小管欠陥は除去されています。 しかし、ドロップ、トライアングル、キャロット、螺旋転位、基底面転位、深層欠陥などの SiC エピタキシー欠陥は、デバイスの性能に影響を与える主な要因になります。 SiCエピタキシャルプロセスの進歩に伴い、エピタキシャル層の厚さは従来の数μm、数十μmから、現在では数十μm、数百μmとなっています。 Si に対する SiC の利点のおかげで、SiC エピタキシー市場は急速に成長しています。
炭化ケイ素デバイスはエピタキシャル材料上に製造する必要があるため、基本的にすべての炭化ケイ素単結晶材料はエピタキシャル材料を成長させるためのSiCエピタキシャル膜として使用されます。 炭化ケイ素エピタキシャル材料の技術は国際的に急速に発展しており、エピタキシャルの最大厚さは 250 μm 以上に達しています。 中でも20μm以下のエピタキシー技術は完成度が高い。 表面欠陥密度は1/cm2未満に減少し、転位密度は105/cm2から103/cm2に減少しました。 ベース面の転位変換率は 100% に近く、炭化ケイ素デバイスの大規模生産用のエピタキシャル材料の要件を基本的に満たしています。
近年、国際的な30μm〜50μmエピタキシャル材料技術も急速に成熟していますが、SiCエピ市場の需要が制限されているため、工業化の進展は遅れています。 現在、工業化企業は、Cree SiC エピタキシー、PAM-XIAMEN SiC エピタキシー、Dow Corning SiC エピタキシーなどの炭化ケイ素エピタキシャル材料をバッチで提供できます。
3.試験方法
No.1 キャリア濃度：純ドーピングは、HgプローブCVを使用して、表面全体の平均値として決定されます。
No.2 厚さ：厚さは、FTIRを使用してウェーハ全体の平均値として決定されます。
No.3。大きな点欠陥：100倍で行われる顕微鏡検査、オリンパス光学顕微鏡、または同等の検査。
4番。 KLA-Tencor Candela CS20光学式表面分析装置またはSICAの下で実行されるエピ欠陥検査または欠陥マップ。
5番。 ステップバンチング：ステップバンチングと粗さは、AFM（原子間力顕微鏡）によって10μmx10μmの領域でスキャンされます
3-1:大きな点欠陥の説明
補助のない目にはっきりとした形状を示し、幅が50ミクロンを超える欠陥。 これらの機能には、スパイク、付着粒子、チップ、クレーターが含まれます。 間隔が3 mm未満の大きな点欠陥は、1つの欠陥としてカウントされます。
3-2:エピタキシー欠陥の説明
SiC エピタキシーの欠陥には、3C インクルージョン、彗星の尾、ニンジン、粒子、シリコン液滴、ダウンフォールが含まれます。
4. SiCエピタキシャルウェーハの応用
力率補正（PFC）
太陽光発電用インバーター、UPS（無停電電源装置）用インバーター
モータードライブ
出力整流
ハイブリッドや電気自動車
600V、650V、1200V、1700V、3300VのSiCショットキーダイオードが利用可能です。
以下の分野別の詳細アプリケーションをご覧ください。
| フィールド | 無線周波数（RF） | パワーデバイス | LED |
| 材料 | SiLDMOS | シ | GaN / Al2O3 |
| GaAsの | GaN / Si | GaN / Si | |
| GaN / SiC | SiC / SiC | GaN / SiC | |
| GaN / Si | Ga203 | / | |
| デバイス | SiCベースのGaN HEMT | SiCベースのMOSFET SiCベースのBJT SiCベースのIGBT SiCベースのSBD |
/ |
| アプリケーション | レーダー、5G | 電気自動車 | ソリッドステート照明 |
5. エピ層を備えたメカニカルウェーハ: 反りや反りの少ないウェーハが必要なプロセス監視などに利用できます。
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