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대형크기 SiC기판 제조방법

전문가 제언: ○ 전자설계용 결정성 소자를 만드는데 에피택시방법을 주로 사용한다. 기본기판의 평탄한 결정면에 엷은 결정성 막을 쌓아간다. 조성이 다른 두 개 이상의 반도체재료 박막을 형성하여 불균형 접합 구조를 만든다. 박막형성재료의 조성비에 따라서 접합영역에 전자를 가두어 전자의 자유도를 효과적으로 이용하는 첨단기술이다.

○ 플라스마 가운데 있는 원료 가스는 분해되어 분자이온, 원자이온, 중성 라디칼, 전자여기상태 등이 되어 진동, 회전, 병진 등의 운동에너지를 가지는 여기상태로 변한다. 이들 여기종의 입자들이 기판표면에 공급되어 흡착, 이탈 등의 과정을 거치면서 에너지를 축적하여 성장물질이 기판표면에 화학반응을 촉진하는 원리를 이용한 특허이다.

○ 기판결정표면에 공급된 여기종은 일정한 수명을 가지고 있기 때문에 플라스마원의 여기종이 모두 기판표면에 도달하지 못한다. 표면에 도달한 여기종은 보통 에피택시 성장의 경우에는 흡착, 분해, 탈이 등을 거쳐 2차원, 3차원의 성장 핵을 형성해 에피택시 성장으로 이어진다.

○ 900~1,100℃, 1기압 이하의 기상에서 GaN에 대한 에피택시 성장기술은 오래전부터 알려져 있다. 온도를 낮게 할 경우 각종 미세 적층결함을 유발한다. 기판을 500~600℃의 저온으로 하여 AlN, GaN을 성장하면 20~100nm의 박막이 증착한다. AlN와 GaN를 저온 완충박막으로 이용하는 공정도 알려져 있다.

○ 기상에피택시, 분자선에피택시 법에서 Si원으로는 기판-Si, 가스 원으로는 실란(SiH4, SiHCl2, SiCl4), C원으로는 탄화수소(C3H8, C2H4, C2H2) 그리고 캐리어가스를 사용하여 SiC단결정과 박막을 현재 성장하고 있다. Si-SiC-AlN-GaN필름은 기존 특허에서 얻어진 단계별 기술을 하나로 묶어 거대한 박막 작성가능성을 전시하는 내용을 담고 있다.

저자: Northrop Grumman system Corporation
자료유형: 특허정보