シリコンウェーハの製造における炭化ケイ素粉末の応用

シリコンウェーハの製造における炭化ケイ素粉末の応用

シリコンウェーハの製造では、まず炭化ケイ素の基材を準備します。現在ではLly法、高温CVD法、溶液法の改良に主に使用されています。

Lly法は昇華法とも呼ばれ、その基本原理は次のとおりです。中空円筒状グラファイト（グラファイトの外層、多孔質グラファイトリングが組み込まれています）の中に、工業グレードの純度の炭化ケイ素粉末が埋め込まれ、多孔質グラファイトリングの間で加熱されます。 2500℃ではこの温度で分解昇華し、シリコン単結晶、SI2C、SIC2などの一連の気相物質が生成されます。内壁と多孔質グラファイトリングの間の温度勾配により、これらの気相はポリコーラの内壁に結晶核をランダムに生成します。しかし、Llyの物性率は低く、結晶核の制御が難しく、異なる構造が形成され、サイズも制限されます。

研究の深化に伴い、研究者らは、物理ガス透過法 (PVT) 法としても知られる Lely 法を改良することを提案しました。この法は、Lly 法をベースに改良されたものです。SICソースから種結晶の材料輸送まで、結晶核と結晶を制御できます。この方法により、より大きな直径とより低い膨張欠陥密度を有する SIC 結晶を得ることができます。成長技術の継続的改善により、アメリカのCree、Dowcorning、Ⅱ-ⅵ、ドイツのSiCRYSTAL、日本の新日鐵、山東天悦、中国のTiando Hendaなどの企業が工業化されている。

PVT 法では、SIC 結晶の合成に影響を与える多くの要因があります。中でも、合成原料としての SIC 粉末は、SIC 単結晶の成長品質と電気的特性に直接影響します。したがって、近年、高純度の SIC 粉末の調製が SIC 単結晶成長の分野で徐々に研究のホットスポットになっています。現在、業界における SIC 粉末の合成には主に 3 つの方法があります。1 つは固相法であり、固相の最も代表的なものはアチソン法と自己拡散高温合成法です。最も代表的な法則は溶液ゲル法とポリマー熱分解法です。3つ目は気相法です。気相法の最も代表的なものは、化学気相成長法とプラズマ法である。