SiC Epitaxy
- Description
설명
SiC 에피택시
PAM-XIAMEN은 탄화규소 장치 개발을 위해 6H 또는 4H 기판에 맞춤형 박막(탄화규소) SiC 에피택시를 제공합니다. SiC 에피 웨이퍼는 주로 SBD, JBS, PIN, MOSFET, JFET, BJT, GTO, IGBT 등을 포함한 600V~3300V 전력 소자의 제조에 사용됩니다. 탄화규소 웨이퍼를 기판으로 하는 경우 일반적으로 화학 기상 증착(CVD) 방법을 사용하여 웨이퍼에 단결정 층을 증착하여 에피택셜 웨이퍼를 형성합니다. 그중 SiC 에피택시는 전도성 탄화규소 기판 위에 탄화규소 에피택시층을 성장시켜 제조되며, 이는 전력 장치로 추가 제작될 수 있습니다.
1. SiC 에피택시의 사양:
| 항목 | 사양 | 일반적인 값 |
| 폴리 형 | 4H | — |
| 편향 | 4 ℃에서 오프 | — |
| <11 2_ 0> | ||
| 전도도 | n 형 | — |
| 도펀트 | 질소 | — |
| 캐리어 농도 | 5E15-2E18 cm-3 | — |
| 허용 오차 | ± 25 % | ± 15 % |
| 일률 | 2"(50.8mm)< 10% | 7% |
| 3”(76.2mm)< 20% | 10% | |
| 4"(100mm)< 20% | 15% | |
| 두께 범위 | 5 ~ 15 μm의 | — |
| 허용 오차 | ± 10 % | ± 5 % |
| 일률 | 2 "<5 % | 2% |
| 3 '<7 % | 3% | |
| 4 "<10 % | 5% | |
| 큰 포인트 결함 | 2 "<30 | 2 "<15 |
| 3 "<60 | 3 "<30 | |
| 4 "<90 | 4 "<45 | |
| 에피 결함 | ≤20 cm-2 | ≤10 cm-2 |
| 스텝 번칭 | ≤2.0nm(Rq) | ≤1.0nm(Rq) |
| (거칠기) |
50.8 및 76.2mm의 경우 2mm 가장자리 제외, 100.0mm의 경우 3mm 가장자리 제외참고:
• 두께 및 캐리어 농도에 대한 모든 측정 지점의 평균(5페이지 참조)
• 20미크론 미만의 N형 에피층 앞에는 n형, 1E18, 0.5미크론 버퍼층이 있습니다.
• 모든 두께에서 모든 도핑 밀도를 사용할 수 있는 것은 아닙니다.
• 균일성:표준편차(σ)/평균
• Epi 매개변수에 대한 특별한 요구 사항은 요청 시 제공됩니다.
2. SiC 에피택시 도입
실리콘 카바이드 에피택셜 웨이퍼가 필요한 이유는 무엇입니까?기존의 실리콘 전력 장치 제조 공정과 다르기 때문에 탄화 규소 전력 장치는 탄화 규소 단결정 재료로 직접 제작할 수 없습니다. 고품질의 에피택셜 소재는 전도성 단결정 기판 위에 성장해야 하며, SiC 에피택셜 웨이퍼에서는 다양한 디바이스를 제조해야 합니다.
SiC 에피택시 성장을 위한 주요 에피택시 기술은 화학기상증착(CVD)으로, SiC 에피택시 반응기 단계 흐름의 성장을 통해 특정 두께와 도핑된 탄화규소 에피택시 물질을 구현합니다. 실리콘 카바이드 전력 장치 제조 요구 사항 및 내전압 수준이 향상됨에 따라 SiC 에피 웨이퍼는 낮은 결함 및 두꺼운 에피택시 방향으로 계속 발전하고 있습니다.
최근 몇 년 동안 얇은 탄화규소 에피택셜 재료(<20μm)의 품질이 지속적으로 향상되었습니다. 에피택셜 물질의 미세소관 결함이 제거되었습니다. 그러나 낙하, 삼각형, 당근, 나사 전위, 기저면 전위, 심층 결함 등과 같은 SiC 에피택시 결함은 장치 성능에 영향을 미치는 주요 요인이 됩니다. SiC 에피택시 공정이 발전함에 따라 에피택시층의 두께도 과거 수 μm~수십 μm에서 현재는 수십 μm~수백 μm로 발전했다. Si에 비해 SiC의 장점 덕분에 SiC 에피택시 시장은 빠르게 성장하고 있습니다.
탄화규소 장치는 에피택셜 재료로 제작되어야 하기 때문에 기본적으로 모든 탄화규소 단결정 재료는 에피택셜 재료를 성장시키기 위한 SiC 에피택셜 필름으로 사용됩니다. 탄화규소 에피택시 재료 기술은 국제적으로 빠르게 발전했으며, 가장 높은 에피택시 두께는 250μm 이상에 이릅니다. 그 중 20μm 이하의 에피택시 기술은 성숙도가 높다. 표면 결함 밀도는 1/cm2 미만으로 감소되었으며, 전위 밀도는 105/cm2에서 103/cm2로 감소되었습니다. 베이스 평면의 전위 전환율은 100%에 가까워 기본적으로 탄화 규소 장치의 대규모 생산을 위한 에피택셜 재료의 요구 사항을 충족했습니다.
최근에는 국제적인 30μm~50μm 에피택시 재료 기술도 급속히 성숙해졌으나, SiC 에피 시장 수요의 한계로 인해 산업화의 진전이 더디다. 현재 산업화 회사는 Cree SiC 에피택시, PAM-XIAMEN SiC 에피택시, Dow Corning SiC 에피택시 등을 포함한 탄화규소 에피택시 재료를 일괄적으로 제공할 수 있습니다.
3.시험방법
1호. 캐리어 농도: 순 도핑은 Hg 프로브 CV를 사용하여 전체 전체의 평균값으로 결정됩니다.
2호. 두께: 두께는 FTIR을 사용하여 웨이퍼 전체의 평균값으로 결정됩니다.
No.3.대형 점 결함: Olympus 광학 현미경 또는 이와 유사한 장치를 사용하여 100X에서 현미경 검사를 수행합니다.
4번. KLA-Tencor Candela CS20 광학 표면 분석기 또는 SICA에서 수행되는 Epi 결함 검사 또는 결함 지도.
5호. 스텝 번칭: 스텝 번칭 및 거칠기를 AFM(원자력 현미경)으로 10μm x10μm 영역에서 스캔합니다.
3-1:큰 점 결함 설명
도움을 받지 않은 눈에 선명한 모양을 보이고 크기가 50미크론을 초과하는 결함입니다. 이러한 특징에는 스파이크, 부착 입자, 칩 및 크레이터가 포함됩니다. 3mm 미만의 큰 점 결함은 하나의 결함으로 간주됩니다.
3-2: 에피택시 결함 설명
SiC 에피택시 결함에는 3C 함유물, 혜성 꼬리, 당근, 입자, 실리콘 방울 및 몰락이 포함됩니다.
4. SiC 에피택셜 웨이퍼의 적용
역률 보정(PFC)
PV 인버터 및 UPS(무정전 전원 공급 장치) 인버터
모터 드라이브
출력 정류
하이브리드 또는 전기 자동차
600V, 650V, 1200V, 1700V, 3300V의 SiC 쇼트키 다이오드를 사용할 수 있습니다.
분야별 적용 세부사항은 아래를 참고하세요.
| 들 | 무선 주파수(RF) | 전원 장치 | LED |
| 자료 | 실드 모스 | 시 | GaN / Al2O3 |
| 갈륨 비소 | GaN / Si | GaN / Si | |
| GaN / SiC | SiC / SiC | GaN / SiC | |
| GaN / Si | Ga203 | / | |
| 장치 | SiC 기반 GaN HEMT | SiC 기반 MOSFET SiC 기반 BJT SiC 기반 IGBT SiC 기반 SBD |
/ |
| 애플리케이션 | 레이더, 5G | 전기차 | 솔리드 스테이트 조명 |
5. 에피 레이어가 있는 기계식 웨이퍼: 낮은 보우와 뒤틀림이 있는 웨이퍼가 필요한 공정 모니터링 등에 사용할 수 있습니다.
