なぜ液相エピタキシー法を選ぶのですか?

SiC の独特の特性により、単結晶の成長が困難になります。大気圧ではSi:C=1:1の液相が存在しないため、直引法や下降るつぼ法などの半導体産業で使用されている従来の成長方法は適用できません。理論計算によれば、成長プロセスでは、溶液中で化学量論比 Si:C=1:1 を達成するために、105 atm を超える圧力と 3200°C を超える温度が必要です。

PVT 法と比較して、液相法による SiC 成長には次の利点があります。

1. 転位密度が低い。 SiC 基板の転位の問題は、SiC デバイスの性能を制約する鍵となってきました。基板内の貫通転位と微小管がエピタキシャル成長に移行し、デバイスのリーク電流が増加し、阻止電圧と破壊電界が減少します。一方で、液相成長法は成長温度を大幅に下げることができ、高温状態から冷却する際の熱応力によって生じる転位を低減し、成長プロセス中の転位の発生を効果的に抑制することができる。一方、液相成長プロセスでは異なる転位間の変換が実現でき、貫通螺旋転位（TSD）または貫通刃状転位（TED）は成長プロセス中に積層欠陥（SF）に変換され、伝播方向が変わります。 、最終的には層断層に放出されます。伝播方向が変化し、最終的には結晶外に排出され、成長中の結晶内の転位密度の低減が実現します。したがって、微小管がなく転位密度が低い高品質のSiC結晶を得ることができ、SiCベースのデバイスの性能を向上させることができます。

2. 基板の大型化が容易です。 PVT法は、横断面の温度制御が難しく、同時に断面内の気相状態の安定した温度分布を形成することが難しく、直径が大きくなるほど成形時間が長くなり、成形が難しくなります。制御するにはコストも時間もかかります。液相法では、ショルダーリリース技術により比較的簡単に直径を拡張できるため、より大きな基板を迅速に得ることができます。

3. P型結晶の作製が可能です。液相法は成長圧力が高く、温度が比較的低く、Alが揮発して失われにくい条件下では、Alを添加したフラックス溶液を使用する液相法は高い成長を容易に得ることができます。 P型SiC結晶のキャリア濃度。 PVT法は高温のため、P型パラメータが揮発しやすいです。

液相法も同様に、高温でのフラックスの昇華、成長結晶中の不純物濃度の制御、フラックスのラッピング、浮遊結晶の生成、共溶媒中の残留金属イオン、比率などの難しい問題に直面しています。 C:Siの1:1を厳密に管理する必要があるなど、難しい点があります。