SiC의 결정성장법과 반도체적 성질

전문가 제언

○ SiC는 2,830℃에서 용융되지 않고 Si와 C로 분해하며 2,000℃ 이상에서 승화하는 취성이 강하고 모스경도가 9인 딱딱한 다결정화합물이고 SiC 계의 밴드-갭은 2 이상의 반도체적 성질을 가진 화합물이다.

○ SiC 박막은 Lely 등이 개량법을 개발하여 SiC 직경 100㎜ 웨이퍼를 제조하여 실용화 단계에 도달하였다. 이 방법은 흑연 가열로에 SiC 분말을 넣고 불활성가스를 충전한 다음 2,500℃ 이상으로 가열하여 SiC를 승화시켜서 가열로 상부에 설치한 저온부 SiC 기판에 증착시키는 특징적인 방법이다.

○ 기판웨이퍼 상의 SiC 에피턱셜 성장법으로는 Si 액상 에피턱셜법(LPE: Liquid Phase Epitaxy)과 CVD법이 있다. LPE법은 흑연도가니 중의 Si를 약 1,600℃에서 용융시키고 기판 지지 봉 끝에 SiC 기판을 붙여서 Si용액 중에 담구면 가열로 벽에서 용해된 탄소가 기판에 에피턱셜층을 ㎛/h의 속도로 형성시킨다.

○ LPE법은 CVD법보다 대형기판 위에 에피턱셜 성장은 곤란하지만 고농도 불순물 도핑은 비교적 용이하다. 이 방법으로 세계에서 처음으로 6H-SiC 청색발광 LED를 개발하여 실용화하고 있지만 기판의 크기를 향상시키는데 문제가 있다고 생각된다.

○ SiC 승화성장로법(PVD)으로 SiC를 승화시켜서 기판에 증착시키는 방법으로는 직경 100㎜ 정도가 제조된다. 그리고 현재 전자빔 승화성장로법(EB-PVD)은 3,000℃ 이상 가열하고 평판형, 봉형 등의 기판을 회전시킬 수 있고 가스 분위기 조절을 할 수 있으며 직경이 200㎜ 정도까지 제조 가능한 방법도 개발되고 있다. SiC 승화성장로법도 기판 활용기술이 발전하여 균일한 증착면을 성장시켜서 직경이 100㎜ 이상의 SiC결정도 제조되기를 기대하는 바이다.

저자

Hiroshi HARIMA

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2009

권(호)

79(11)

잡지명

金屬

과학기술
표준분류

재료

페이지

965~971

분석자

황*길

분석물

• SiC의 결정성장법과 반도체적 성질.pdf [434,544 byte]

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