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SiC-Epitaxie

2023-08-29

Es gibt zwei Arten der Epitaxie: homogene und heterogene. Um SiC-Geräte mit spezifischem Widerstand und anderen Parametern für verschiedene Anwendungen herzustellen, muss das Substrat die Bedingungen der Epitaxie erfüllen, bevor mit der Produktion begonnen werden kann. Die Qualität der Epitaxie beeinflusst die Leistung des Geräts.




Derzeit gibt es zwei Hauptmethoden für die Epitaxie. Die erste ist die homogene Epitaxie, bei der ein SiC-Film auf einem leitfähigen SiC-Substrat gezüchtet wird. Dies wird hauptsächlich für MOSFET-, IGBT- und andere Hochspannungs-Leistungshalbleiterbereiche verwendet. Die zweite Methode ist das heteroepitaktische Wachstum, bei dem ein GaN-Film auf einem halbisolierenden SiC-Substrat gezüchtet wird. Dies wird für GaN HEMT und andere Nieder- und Mittelspannungs-Leistungshalbleiter sowie Hochfrequenz- und optoelektronische Geräte verwendet.


Epitaxieprozesse umfassen Sublimation oder physikalischen Dampftransport (PVT), Molekularstrahlepitaxie (MBE), Flüssigphasenepitaxie (LPE) und chemische Dampfphasenepitaxie (CVD). Das gängige homogene epitaktische SiC-Produktionsverfahren verwendet H2 als Trägergas, mit Silan (SiH4) und Propan (C3H8) als Si- und C-Quelle. SiC-Moleküle werden durch eine chemische Reaktion in der Niederschlagskammer erzeugt und auf dem SiC-Substrat abgeschieden .


Zu den Schlüsselparametern der SiC-Epitaxie gehören die Dicke und die Gleichmäßigkeit der Dotierungskonzentration. Wenn die Spannung im Anwendungsszenario des Downstream-Geräts zunimmt, nimmt die Dicke der Epitaxieschicht allmählich zu und die Dotierungskonzentration nimmt ab.


Ein limitierender Faktor beim Aufbau von SiC-Kapazitäten ist die Epitaxieausrüstung. Epitaxie-Wachstumsausrüstung wird derzeit von LPE aus Italien, AIXTRON aus Deutschland sowie Nuflare und TEL aus Japan monopolisiert. Der gängige Lieferzyklus für SiC-Hochtemperatur-Epitaxiegeräte wurde auf etwa 1,5 bis 2 Jahre verlängert.



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