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5-4-4-2 sic 에피 택셜 성장 폴리 타입 컨트롤

5. 실리콘 카바이드 기술

5-4-4-2 sic 에피 택셜 성장 폴리 타입 컨트롤

2018-01-08

sic 에피 층의 폴리 타입이 기판의 폴리 타입과 일치하는 호모 에피 택셜 성장은 \"스텝 - 제어 (step-controlled)\"에피 택시에 의해 달성된다. 스텝 제어 에피 택시 (step-controlled epitaxy)는 (0 0 0 1) 기저 평면으로부터 전형적으로 3 ° -8 °의 각도 ( \"틸트 각\"또는 \"오프 액시스 각\"이라 칭함)로 연마 된 웨이퍼 상에 성장하는 에피 층을 기초로한다 결과적으로 원자 단차가있는 표면과 계단 사이에 비교적 길고 평평한 테라스가 생깁니다. 성장 조건이 적절하게 제어되고 단계 사이에 거리가 충분히 짧으면 성장 표면에 충돌하는 Si와 C 흡착 물이 결합하여 결정에 결합하는 단계 라이저로 이동합니다. 따라서 기판의 폴리 타입 스태킹 시퀀스가 ​​성장하는 에피 층에 정확하게 반영 될 수 있도록 측 방향의 \"스텝 플로우 (step-flow)\"성장이 일어난다. 과 같은 비 통상적 인 표면 방향으로 절단 된 웨이퍼 ( ) ( ) 기판으로부터의 단계 흐름을 통해 스태킹 시퀀스 (즉, 폴리 타입)를 상속하는 에피 층을위한 유리한 표면 구조를 제공한다.


단계가 너무 멀리 떨어져있을 때 성장 조건이 적절하게 제어되지 않을 때, (0 0 0 1) 기초면으로부터 1 ° 이내로 연마 된 기판 표면이 불완전하게 준비 될 때 발생할 수있는 것처럼, 성장 adatoms island n 계단에서 대신에 계단의 중간에 ucleate하고 결합하십시오. 표면상의 제어되지 않은 섬 핵 생성 (테라스 핵 형성 (terrace nucleation)이라고도 함)은 품질이 나쁜 3c-sic의 헤테로 에피 텍셜 성장을 유도합니다. 에피 텍셜 성장 중에 3c-sic의 가짜 테라스 핵 생성을 방지하기 위해 대부분의 상용 4h 및 6h 기판을 각각 (0 0 0 1) 기저 평면에서 8 ° 및 3.5 ° 경사각으로 연마합니다. 현재까지 모든 상업용 전자 장치는 이러한 \"오프 액시스 (off-axis)\"준비 (0 0 0 1) c 축 웨이퍼에서 성장하는 호모 에피 택셜 레이어에 의존합니다.


잔류 표면 오염 및 웨이퍼 웨이퍼 절단 및 연마 공정에서 남겨진 결함을 적절하게 제거하는 것은 전위 결함이 적은 고품질의 sic에 필레이어를 얻는 데에도 중요합니다. 에피 택셜 성장 전에 실리콘 웨이퍼 표면을보다 잘 준비하기 위해 사용되는 기술은 건식 에칭에서 화학 기계적 연마 (cmp)에 이른다. 에피 층 성장의 개시에 대비하여 성장 챔버 내에서 웨이퍼가 가열됨에 따라, 표면 오염 및 결함을 추가로 제거하기 위해 고온 in-situ 사전 성장 가스 에칭 (일반적으로 h2 및 / 또는 hcl 사용)이 통상적으로 수행된다. 최적화 된 예비 성장 처리가 기판 경사각이 (0 0 0 1) 기저 평면으로부터 축으로부터 벗어나 \u003c0.1 °로 감소되는 경우에도 고품질 동종 박막의 스텝 - 플로우 성장을 가능하게한다는 것을 주목할 필요가있다. 이 경우, 축 방향 스크류 전위는 \u003c0 0 1\u003e 방향으로 에피 층을 성장 시키는데 필요한 단계의 연속 나선형 템플레이트를 제공하는데 필요하다. 기판의 6 각형 폴리 타입을 유지하면서,

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