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国内碳化硅外延的难点

文章出处:半导体材料与工艺设备网责任编辑:作者:MRC人气:-发表时间:2022-09-21 15:14:00【

当前外延主要以4英寸及6英寸为主,大尺寸碳化硅外延片占比逐年递增。碳化硅外延尺寸主要受制于碳化硅衬底尺寸,当前6英寸碳化硅衬底已经实现商用,因此碳化硅衬底外延也逐渐从4英寸向6英寸过渡。在未来几年里,大尺寸碳化硅外延片占比会逐年递增。由于4英寸碳化硅衬底及外延的技术已经日趋成熟,因此,4英寸碳化硅外延晶片已不存在供给短缺的问题,其未来降价空间有限。此外,虽然当前国际先进厂商已经研发出8英寸碳化硅衬底,但其进入碳化硅功率器件制造市场将是一个漫长的过程,随着8英寸碳化硅外延技术的逐渐成熟,未来可能会出现8英寸碳化硅功率器件生产线。

碳化硅外延主要解决外延晶片均匀性控制和外延缺陷控制两大问题。

(1)外延晶片均匀性控制方面,由于外延片尺寸的增大往往会伴随外延晶片均匀性的下降,因此大尺寸外延晶片均匀性的控制是提高器件良率和可靠性、进而降低成本的关键。

(2)外延缺陷控制问题。基晶面位错(BPD)是影响碳化硅双极型功率器件稳定性的一个重要结晶缺陷,不断降低BPD密度是外延生长技术发展的主要方向。由于物理气象传输法(PVT)制备碳化硅衬底的BPD密度较高,外延层中对器件有害的BPD多来自于衬底中的BPD向外延层的贯穿。因此,提高衬底结晶质量可有效降低外延层BPD位错密度。

随着碳化硅器件的不断应用,器件尺寸及通流能力不断增加,对结晶缺陷密度的要求也不断增加,在未来技术的进步下,碳化硅外延片结晶缺陷密度会随之不断下降。

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