人工晶体学报

作者：陈丹莹, 闫龙, 罗稼昊, 郑振宇, 姜勇, 张凯, 周宁, 廖宸梓, 郭世平

单位：中微半导体设备(上海)股份有限公司,上海 201201

关键词：碳化硅,同质外延,化学气相沉积,C/Si比,CFD模拟仿真,

基金：上海市浦江人才计划(22PJ1423600)

本文结合计算流体力学(CFD)实验与模拟,对垂直热壁晶圆高速旋转CVD设备中SiC的同质外延生长机制进行研究,探讨了晶圆表面C/Si比对外延生长速率及载流子掺杂浓度的影响。结果表明晶圆表面上方碳原子对硅原子的摩尔比(记为有效C/Si比)与气体进口处C/Si比存在偏差。这一差异主要来自于气相传输过程中反应组分的重新分布,以及反应前驱体在气体进口处和/或热壁上的寄生沉积。研究了有效C/Si比对生长速率和掺杂浓度的影响,结果表明,外延生长速率、载流子掺杂浓度及其均匀性主要受到表面C/Si比而非进口处C/Si比的影响。通过优化生长条件,实现了高质量的6英寸(1英寸=2.54 cm)外延片生长,其厚度和掺杂浓度均匀性分别为1.15%和2.68%。在此基础上,获得了同等质量的8英寸SiC外延层,并实现了超过50 μm厚的SiC外延层快速生长。

来源：2025年第4期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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