3C-SiC 벌크기판의 결함밀도 저감기술( A New Technique to Fabricate 3C-SiC Substrate with Reduced Defect Density)

전문가 제언

□ 일본 Hoya Advanced Semiconductor Technologies Co., Ltd.에 근무하는 Hiroyuki Nagasawa씨의 논문을 Ceramics 40, No.1 (2005)에 특집“지금까지의 SiC 반도체”란에 기고한 내용이다. 참고문헌은 주로 일본인 저자의 것을 인용하였다.

□ SiC 결정의 특징으로는 결정다형(Poly type)이 존재하고 있다는 것이다. 결정원자의 최밀 충진면({0001}면)에 수직인 방향으로 원자의 적층주기가 틀리는 입방정, 6방정, 사방결정계에 속하는 각종 다형결정이 일어나기 때문에 결정다형의 제어기술이 중요하다. 성장하는 결정다형은 성장온도, 성장속도, 첨가 불순물 등에 의하여 변화한다. 이들을 제어하면서 동시에 적당한 종자결정이나 기판결정을 사용한다. 최근 결정성장 기술의 발전으로 지름이 인치단위의 단일 다형 대형단결정이 얻어지게 되었다.

□ 3C-SiC는 저온에서 안정한 폴리타이프이다. 고온에서 큰 면적의 3C-SiC기판을 제작하는 것은 대단히 어렵다. 이 때문에 3C-SiC의 에피택시 성장은 Si기판에서 헤테로 에피택시방법이 주로 시도되고 있다. 그러나 Si와 SiC 사이의 격자부정합(20%)이 발생하기 때문에 단결정성장은 어렵다. 최근에는 탄화수소에 의하여 Si 표면을 탄화하여 SiC 단결정박막(탄화 완층층: 5~20nm)를 형성한 후에 SiC의 결정성장을 수행하는 방법이 개발되어 있다. 그래서 결정성이 좋은 3C-SiC 단결정이 얻어지게 되었다. (100)기판에 성장할 때에는 성장 층에 APD(anti-phase domain)이 존재하나, [011]방향으로 off angle을 도입해서 성장하면 APD는 제거 된다. 이때 보통 성장온도는 1360℃이다. 성장속도는 1~2μm이다.

□ 에피택시 성장에 의하여 3C-SiC 기판을 만드는 기술은 1980년대에 개발되었다. 기술이 개발되고 난 뒤에는 반드시 품질에 대한 연구, 즉 결함밀도를 줄이는 연구가 수행되어야 한다. 결정성장에서 결함밀도를 줄이는 최적의 방법은 결정육성온도를 균일하게 하고, 성장속도를 느리게 하는 것이 일반적인 방법이다. SiC의 단결정성장은 대학과 출연연구기관에서 이루어지고 있다. 그러나 3C-SiC에 대한 에피택시 성장은 국내에서 아직 이루어지고 있지 않는 것으로 알고 있다.

저자

Hiroyuki Nagasawa

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2005

권(호)

40(1)

잡지명

Ceramics Japan(C091)

과학기술
표준분류

재료

페이지

19~23

분석자

박*학

분석물

• 3C-SiC 벌크기판의 결함밀도 저감기술.pdf [207,296 byte]

이미지변환중입니다.