人工晶体学报

作者：韩景瑞, 李锡光, 李咏梅, 王垚浩, 张清纯, 李达, 施建新, 闫鸿磊, 韩跃斌, 丁雄杰

单位：1.广东天域半导体股份有限公司,东莞 523808; ；2.广州南砂晶圆半导体技术有限公司,广州 511458; ；3.清纯半导体(宁波)有限公司,宁波 315336; ；4.芯三代半导体科技(苏州)股份有限公司,苏州 215021

关键词：碳化硅,8英寸,晶圆,外延,缺陷密度,掺杂均匀性,

基金：江苏省重大科技成果转化项目(BA2022082)

碳化硅(SiC)是制作高温、高频、大功率电子器件的理想电子材料之一,近20年来随着SiC材料加工技术的不断提升,其应用领域不断扩大。目前SiC芯片的制备仍然以6英寸(1英寸=25.4 mm)晶圆为主,但是行业龙头企业已经开始研发基于8英寸SiC晶圆的下一代器件和芯片。本研究联合国内SiC产业链上、下游龙头企业,推进8英寸SiC芯片国产研发,尤其是关键的晶圆制备和外延应用环节。本文采用扩径生长法制备了8英寸导电型4H-SiC衬底晶圆,其平均基平面位错(BPD)密度低至251 cm-2,平均螺位错(TSD)密度小于1 cm-2,实现了近“零TSD”和低BPD密度的8英寸导电型4H-SiC衬底晶圆的制备,可以满足生产需要。采用国产8英寸外延设备和开发工艺包,实现了速率为68.66 μm/h的快速外延生长,厚度不均匀性为0.89%,掺杂不均匀性为2.05%,这两个指标已经达到了优良6英寸外延膜的水平,完全可以满足生产需要。与国外已发布的8英寸外延结果对比,厚度和掺杂均匀性均优于国外数据,而缺陷密度只有国外数据的1/4。本文设计和实施了多片重复性试验,验证了8英寸外延的稳定性。

来源：2024年第10期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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