SIC単結晶の成長におけるTACコーティングの利点

現在、炭化シリコンは第3世代の半導体を支配しています。炭化シリコンデバイスのコスト構造では、基質は47％を占め、エピタキシーは23％に寄与します。合わせて、これらの2つのコンポーネントは全体的な製造コストの約70％を占めており、シリコン炭化物デバイスの生産チェーンで重要です。その結果、シリコン炭化物の単結晶の降伏率を改善し、それにより基質のコストを削減することは、SICデバイスの生産における最も重要な課題の1つになります。

高品質の高利回りを準備します炭化シリコン基質、生産温度を正確に制御するためのより良い熱界材料が必要です。現在使用されているサーマルフィールドのるつぼキットは、主に高純度のグラファイト構造で構成されており、温度を維持しながら溶融炭素とシリコンの粉末を加熱するために使用されます。グラファイト材料は、高い特異的強度と弾性率、優れた熱衝撃耐性、良好な耐食性を示しますが、顕著な欠点もあります。高温酸素環境で酸化しやすく、アンモニアによく耐えることができず、傷耐性が低くなります。これらの制限は、炭化シリコン単結晶の成長と炭化シリコンエピタキシャルウェーハの生産を妨げ、グラファイト材料の開発と実用的な用途を制限します。その結果、炭化物のような高温コーティングが牽引力を獲得しています。

炭化物コーティングされた炭化物の利点

利用Tantalum Carbide（TAC）コーティング結晶エッジの欠陥に関連する問題に対処し、結晶の成長の質を高めることができます。このアプローチは、「より速く、厚く、より長く成長する」という中核的な技術的目標と一致しています。業界の調査によると、炭化物コーティングされたグラファイトのるつぼがより均一な加熱を達成し、SIC単結晶の成長に優れたプロセス制御を提供し、SIC結晶の端での多結晶形成の可能性を大幅に減らすことができます。さらに、炭化物コーティング2つの大きな利点を提供します：

1.sic欠陥の削減

通常、SIC単結晶の欠陥を制御するための3つの重要な戦略があります。成長パラメーターを最適化し、高品質のソース材料（SICソースパウダーなど）を使用することに加えて、炭化物コーティンググラファイトのるつぼに切り替えると、より良い結晶品質を促進できます。

2.グラファイトのるつぼの寿命を改善します

SIC結晶のコストは高いままです。グラファイト消耗品は、このコストの約30％を占めています。グラファイトコンポーネントのサービス寿命を延ばすことは、コスト削減に不可欠です。英国の研究チームからのデータは、炭化物のタンタルムコーティングがグラファイトコンポーネントのサービス寿命を30〜50％延長できることを示唆しています。この情報に基づいて、従来のグラファイトを炭化物のタンタルムに置き換えるだけで、SIC結晶のコストを9％〜15％削減できます。

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