[go: up one dir, main page]

KR20130069252A - Method for deposition of silicon carbide and silicon carbide epi wafer - Google Patents

Method for deposition of silicon carbide and silicon carbide epi wafer Download PDF

Info

Publication number
KR20130069252A
KR20130069252A KR1020110136880A KR20110136880A KR20130069252A KR 20130069252 A KR20130069252 A KR 20130069252A KR 1020110136880 A KR1020110136880 A KR 1020110136880A KR 20110136880 A KR20110136880 A KR 20110136880A KR 20130069252 A KR20130069252 A KR 20130069252A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
silicon carbide
susceptor
carbon
intermediate compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020110136880A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101942514B1 (en
Inventor
강석민
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020110136880A priority Critical patent/KR101942514B1/en
Priority to US14/365,942 priority patent/US9165768B2/en
Priority to PCT/KR2012/010867 priority patent/WO2013089463A1/en
Publication of KR20130069252A publication Critical patent/KR20130069252A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101942514B1 publication Critical patent/KR101942514B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367Substrates
    • H01L21/0237Materials
    • H01L21/02373Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02378Silicon carbide
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/0262Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

PURPOSE: A silicon carbide deposition method and a silicon carbide epitaxial wafer are provided to change the surface of a silicon carbide wafer into a carbon-rich state by injecting a carbon source as an intermediate compound before deposition. CONSTITUTION: A wafer is prepared in a susceptor(ST10). A carbon source is injected into the susceptor(ST20). An intermediate compound is generated by injecting reaction gas including carbon and silicon into the susceptor(ST30). A silicon carbide epitaxial layer is formed on the wafer by reacting the intermediate compound and wafer(ST40). [Reference numerals] (ST10) Step of preparing a wafer; (ST20) Step of inserting a carbon source; (ST30) Step of generating a semi-product; (ST40) Step of reaction

Description

탄화규소 증착 방법 및 탄화규소 에피 웨이퍼{METHOD FOR DEPOSITION OF SILICON CARBIDE AND SILICON CARBIDE EPI WAFER}Silicon Carbide Deposition Method and Silicon Carbide Epi Wafer {METHOD FOR DEPOSITION OF SILICON CARBIDE AND SILICON CARBIDE EPI WAFER}

본 기재는 탄화규소 증착 방법 및 탄화규소 에피 웨이퍼에 관한 것이다.The present disclosure relates to a silicon carbide deposition method and a silicon carbide epi wafer.

일반적으로 기판 또는 웨이퍼(wafer)상에 다양한 박막을 형성하는 기술 중에 화학 기상 증착 방법(Chemical Vapor Deposition; CVD)이 많이 사용되고 있다. 화학 기상 증착 방법은 화학 반응을 수반하는 증착 기술로, 소스 물질의 화학 반응을 이용하여 웨이퍼 표면상에 반도체 박막이나 절연막 등을 형성한다. In general, chemical vapor deposition (CVD) is widely used as a technique for forming various thin films on a substrate or a wafer. The chemical vapor deposition method is a deposition technique involving a chemical reaction, which uses a chemical reaction of a source material to form a semiconductor thin film, an insulating film, and the like on the wafer surface.

이러한 화학 기상 증착 방법 및 증착 장치는 최근 반도체 소자의 미세화와 고효율, 고출력 LED 개발 등으로 박막 형성 기술 중 매우 중요한 기술로 주목 받고 있다. 현재 웨이퍼 상에 규소 막, 산화물 막, 질화규소 막 또는 산질화규소 막, 텅스텐 막 등과 같은 다양한 박막들을 증착하기 위해 이용되고 있다.Such a chemical vapor deposition method and a vapor deposition apparatus have recently attracted attention as a very important technology among thin film forming techniques due to miniaturization of semiconductor devices and development of high efficiency and high output LED. It is currently used to deposit various thin films such as silicon films, oxide films, silicon nitride films or silicon oxynitride films, tungsten films and the like on a wafer.

일례로, 기판 또는 웨이퍼 상에 탄화규소 박막을 증착하기 위해서는, 웨이퍼와 반응할 수 있는 반응 가스가 투입되어야 한다. 종래에는 원료로서, 표준전구체인 실란(SiH4), 에틸렌(C2H4)을 투입하거나, 또는, 메틸트리클로로실레인(methyltrichlorosilane;MTS)을 투입하고, 상기 원료를 가열하여 CH3, SiClx 등의 중간 화합물을 생성한 후, 이러한 중간 화합물이 증착부에 투입되어 서셉터 내에 위치하는 웨이퍼와 반응하여 탄화규소 에피층을 증착하였다.For example, in order to deposit a silicon carbide thin film on a substrate or wafer, a reactive gas capable of reacting with the wafer must be introduced. Conventionally, as a raw material, silane (SiH 4 ) and ethylene (C 2 H 4 ), which are standard precursors, or methyltrichlorosilane (MTS) are added thereto, and the raw material is heated to form CH 3 , SiCl. After producing an intermediate compound such as x , the intermediate compound was introduced into the deposition unit and reacted with a wafer located in the susceptor to deposit a silicon carbide epi layer.

그러나, 상기 탄화규소 에피 박막층을 증착되는 웨이퍼의 표면에는 탄소 및 규소가 균일하게 분포하고 있는 상태가 아닌 규소의 분포도가 매우 높게 형성된다. 이때, 이러한 규소는 상기 웨이퍼 표면에서 표면 조도를 높게 하기 때문에 상기 에피 웨이퍼에 있어 결함을 유발시킬 수 있는 문제점이 있다.However, on the surface of the wafer on which the silicon carbide epitaxial thin film layer is deposited, silicon has a very high degree of distribution rather than a state in which carbon and silicon are uniformly distributed. At this time, such silicon has a problem that can cause defects in the epi wafer because it increases the surface roughness on the wafer surface.

이에 따라, 상기 탄화규소 웨이퍼의 표면을 변화시킬 수 있는 방법의 필요성이 요구된다.Accordingly, there is a need for a method capable of changing the surface of the silicon carbide wafer.

실시예는 웨이퍼 상에 탄화규소를 증착시 상기 웨이퍼의 표면을 탄소-리치(C-rich) 표면으로 개질하여 표면 조도가 1㎚ 이하인 탄화규소 에피 웨이퍼를 제조하는 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 방법 및 탄화규소 에피 웨이퍼를 제공하고자 한다.Example is a silicon carbide epitaxial wafer manufacturing method and silicon carbide to produce a silicon carbide epi wafer having a surface roughness of 1 nm or less by modifying the surface of the wafer to a carbon-rich (C-rich) surface when depositing silicon carbide on the wafer An epi wafer is provided.

실시예에 따른 탄화규소 증착 방법은, 서셉터 내에 웨이퍼를 준비하는 단계; 상기 서셉터에 탄소원(C source)을 투입하는 단계; 상기 서셉터 내에 반응 가스를 투입하여 중간 화합물을 생성하는 단계; 및 상기 중간 화합물과 상기 웨이퍼가 반응하여 상기 웨이퍼 상에 탄화규소 에피층을 형성하는 단계를 포함한다.Silicon carbide deposition method according to the embodiment comprises the steps of preparing a wafer in a susceptor; Injecting a carbon source into the susceptor; Injecting a reaction gas into the susceptor to generate an intermediate compound; And reacting the intermediate compound with the wafer to form a silicon carbide epitaxial layer on the wafer.

실시예에 따른 탄화규소 에피 웨이퍼는, 웨이퍼; 상기 웨이퍼 상에 형성되는 탄화규소 에피층을 포함하고, 상기 탄화규소 에피층의 표면 조도는 1㎚ 이하이다.Silicon carbide epitaxial wafer according to the embodiment, the wafer; And a silicon carbide epitaxial layer formed on the wafer, wherein the surface roughness of the silicon carbide epitaxial layer is 1 nm or less.

실시예에 따른 탄화규소 증착 방법은, 원료에 의한 중간 화합물을 탄화규소 웨이퍼 상에 증착하기 전에 탄소원을 투입하여 상기 탄화규소 웨이퍼의 표면을 탄소가 풍부한 탄소-리치(C-rich) 상태로 변화시킬 수 있다.The silicon carbide deposition method according to the embodiment may change the surface of the silicon carbide wafer into a carbon-rich carbon-rich (C-rich) state by introducing a carbon source before depositing an intermediate compound as a raw material on the silicon carbide wafer. Can be.

상기 탄화규소 웨이퍼 상에 탄화규소 에피층이 증착되는 탄화규소 에피 웨이퍼는 표면 조도를 1㎚ 이하로 감소시키고, 표면 결함이 없으므로 고품질의 탄화규소 에피 웨이퍼를 제조할 수 있다.The silicon carbide epitaxial wafer on which the silicon carbide epitaxial layer is deposited on the silicon carbide wafer reduces surface roughness to 1 nm or less, and thus can produce a high quality silicon carbide epitaxial wafer.

도 1은 실시예에 따른 탄화규소 증착 방법의 공정 흐름도를 도시한 도면이다.
도 2는 탄화규소 웨이퍼 상에 탄소원을 투입하는 공정을 도시한 도면이다.
도 3은 상기 탄소원이 투입된 탄화규소 웨이퍼의 표면 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 상기 탄화규소 웨이퍼 상에 반응가스가 투입되어 에피층이 증착되는 공정을 도시한 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 탄화규소 에피 웨이퍼를 도시한 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 증착 장치를 분해한 분해사시도이다.
도 7은 실시예에 따른 증착 장치를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7에서 I-I'를 따라서 절단한 단면도의 일부이다.
1 is a process flowchart of a silicon carbide deposition method according to an embodiment.
2 is a diagram illustrating a process of injecting a carbon source onto a silicon carbide wafer.
3 is a view showing the surface state of a silicon carbide wafer in which the carbon source is injected.
4 is a diagram illustrating a process of depositing an epitaxial layer by adding a reaction gas onto the silicon carbide wafer.
5 illustrates a silicon carbide epitaxial wafer according to an embodiment.
6 is an exploded perspective view illustrating a decomposition of the deposition apparatus according to the embodiment.
7 is a perspective view illustrating a deposition apparatus according to an embodiment.
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line II ′ in FIG. 7.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. In the description of embodiments, each layer, region, pattern, or structure may be “on” or “under” the substrate, each layer, region, pad, or pattern. Substrate formed in ”includes all formed directly or through another layer. The criteria for top / bottom or bottom / bottom of each layer are described with reference to the drawings.

도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. The thickness or the size of each layer (film), region, pattern or structure in the drawings may be modified for clarity and convenience of explanation, and thus does not entirely reflect the actual size.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 실시예에 따른 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a silicon carbide epitaxial wafer according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

도 1은 실시예에 따른 탄화규소 증착 방법의 공정 흐름도를 도시한 도면이고, 도 2는 탄화규소 웨이퍼 상에 탄소원을 투입하는 공정을 도시한 도면이며, 도 3은 상기 탄소원이 투입된 탄화규소 웨이퍼의 표면 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 상기 탄화규소 웨이퍼 상에 반응가스가 투입되어 에피층이 증착되는 공정을 도시한 도면이며, 도 5는 실시예에 따른 탄화규소 에피 웨이퍼를 도시한 도면이다.1 is a view showing a process flow diagram of a silicon carbide deposition method according to an embodiment, Figure 2 is a view showing a process of injecting a carbon source on a silicon carbide wafer, Figure 3 is a view of the silicon carbide wafer 4 is a view illustrating a surface state, and FIG. 4 is a view illustrating a process of depositing an epi layer by adding a reaction gas onto the silicon carbide wafer, and FIG. 5 is a view showing a silicon carbide epi wafer according to an embodiment. .

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 탄화규소 증착 방법은, 웨이퍼를 준비하는 단계(ST10); 서셉터에 탄소원(C source)를 투입하는 단계(ST20); 상기 서셉터에 반응 가스를 투입하여 중간 화합물을 생성하는 단계(ST30); 및 상기 중간 화합물과 상기 웨이퍼가 반응하여 상기 웨이퍼 상에 탄화규소 에피층을 형성하는 단계(ST40)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a silicon carbide deposition method according to an embodiment may include preparing a wafer (ST10); Injecting a carbon source (C source) into the susceptor (ST20); Injecting a reaction gas into the susceptor to generate an intermediate compound (ST30); And reacting the intermediate compound with the wafer to form a silicon carbide epitaxial layer on the wafer (ST40).

상기 웨이퍼를 준비하는 단계(ST10)에서는 서셉터 내에 상기 웨이퍼를 위치시킬 수 있다. 이때, 상기 웨이퍼는 탄화규소 웨이퍼일 수 있다. In preparing the wafer (ST10), the wafer may be positioned in a susceptor. In this case, the wafer may be a silicon carbide wafer.

이어서, 상기 서셉터에 탄소원을 투입하는 단계(ST20)에서는 상기 서셉터에 알칸(CnH2n +2, 여기서 1≤n≤3), 알켄(CnH2n -2, 여기서 2≤n≤3) 또는 알킨(CnH2n, 여기서 2≤n≤3)을 포함하는 탄소화합물을 투입할 수 있다. 상기 탄소 화합물은 상기 서셉터가 1500℃ 내지 1575℃의 온도로 가열된 후 투입될 수 있다.Subsequently, in the step ST20 of injecting a carbon source into the susceptor, an alkane (C n H 2n +2 , where 1 ≦ n ≦ 3) and an alkene (C n H 2n −2 , where 2n ≦ 3) or a carbon compound containing alkyne (C n H 2n , where 2n ≦ 3). The carbon compound may be added after the susceptor is heated to a temperature of 1500 ℃ to 1575 ℃.

도 2에 도시되어 있듯이, 상기 탄화규소 벌크 웨이퍼의 표면은 탄소(C)보다 규소(Si)가 더 풍부할 수 있다. 그러나, 이러한 규소는 상기 웨이퍼의 표면에 일정한 돌출부를 형성하여 상기 탄화규소 웨이퍼의 표면을 거칠게 할 수 있다. 이러한 표면 거칠기는 탄화규소 웨이퍼 상에 결함이 생성되는 원인이 될 수 있고, 이에 따라, 상기 탄화규소 웨이퍼 상에 탄화규소 에피층을 증착할 때 상기 결함이 연장되어 상기 탄화규소 에피층에도 영향을 줄 수 있다.As shown in FIG. 2, the surface of the silicon carbide bulk wafer may be richer in silicon (Si) than in carbon (C). However, such silicon may form a constant protrusion on the surface of the wafer to roughen the surface of the silicon carbide wafer. Such surface roughness may cause defects to be generated on the silicon carbide wafer, and thus, when the silicon carbide epitaxial layer is deposited on the silicon carbide wafer, the defects may be extended to affect the silicon carbide epitaxial layer. Can be.

따라서, 도 3에 도시되어 있듯이, 실시예에 따른 탄화규소 증착 방법은 규소가 풍부한 탄화규소 웨이퍼의 표면을 상기 탄소원을 투입하는 단계에 의해 상기 탄화규소 웨이퍼의 표면을 탄소가 풍부한 탄소-리치(C-rich) 상태로 변화시킬 수 있다. 즉, 상기 서셉터를 1500℃ 내지 1575℃의 온도로 가열하고 이에 의해 탄소 화합물에 포함되는 탄소가 상기 탄화규소 웨이퍼의 표면에 탄소층을 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 규소에 의한 돌출부를 제거할 수 있고, 표면이 평탄한 탄화규소 웨이퍼가 형성될 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 3, in the silicon carbide deposition method according to the embodiment, carbon-rich carbon-rich (C-rich) is formed on the surface of the silicon carbide wafer by the step of introducing the carbon source to the surface of the silicon-rich silicon carbide wafer. -rich) state. That is, the susceptor may be heated to a temperature of 1500 ° C. to 1575 ° C., whereby carbon included in the carbon compound may form a carbon layer on the surface of the silicon carbide wafer. Accordingly, the silicon carbide wafer having a flat surface can be formed by removing the protrusion caused by the silicon.

이어서, 서셉터에 반응 가스를 투입하여 중간 화합물을 생성하는 단계(ST30) 및 상기 중간 화합물과 상기 웨이퍼가 반응하여 상기 웨이퍼 상에 탄화규소 에피층을 형성하는 단계(ST40)에서는 상기 원료 즉, 반응 가스를 이용하여 상기 서셉터 내에서 상기 웨이퍼 또는 상기 기판과 반응하는 중간 화합물을 생성하고, 상기 중간 화합물이 상기 서셉터에 투입되어 상기 웨이퍼와 반응하여 상기 웨이퍼 상에 탄화규소 에피층을 형성할 수 있다.Subsequently, in the step of generating an intermediate compound by adding a reaction gas to a susceptor (ST30) and the step of reacting the intermediate compound and the wafer to form a silicon carbide epitaxial layer on the wafer (ST40), the raw material, that is, the reaction A gas may be used to generate an intermediate compound that reacts with the wafer or substrate in the susceptor, and the intermediate compound may be injected into the susceptor to react with the wafer to form a silicon carbide epitaxial layer on the wafer. have.

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 상기 중간 화합물과 상기 웨이퍼가 반응하여 탄화규소 에피층이 형성되는 것을 설명한다.Hereinafter, the silicon carbide epitaxial layer is formed by reacting the intermediate compound with the wafer with reference to FIGS. 5 to 7.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 실시예에 따른 증착 장치는 챔버(10), 서셉터(20), 소스 기체 라인(40), 웨이퍼 홀더(30) 및 유도 코일(50)을 포함한다.5 to 7, a deposition apparatus according to an embodiment includes a chamber 10, a susceptor 20, a source gas line 40, a wafer holder 30, and an induction coil 50.

상기 챔버(10)는 원통형 튜브 형상을 가질 수 있다. 이와는 다르게, 상기 챔버(10)는 사각 박스 형상을 가질 수 있다. 상기 챔버(10)는 상기 서셉터(20), 상기 소스 기체 라인(40) 및 상기 웨이퍼 홀더(30)를 수용할 수 있다.The chamber 10 may have a cylindrical tube shape. Alternatively, the chamber 10 may have a rectangular box shape. The chamber 10 may accommodate the susceptor 20, the source gas line 40, and the wafer holder 30.

또한, 상기 챔버(10)의 양 끝단들은 밀폐되고, 상기 챔버(10)는 외부의 기체유입을 막고 진공도를 유지할 수 있다. 상기 챔버(10)는 기계적 강도가 높고, 화학적 내구성이 우수한 석영(quartz)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 챔버(10)는 향상된 내열성을 가진다.In addition, both ends of the chamber 10 are hermetically sealed, and the chamber 10 may prevent inflow of external gas and maintain a degree of vacuum. The chamber 10 may include quartz having high mechanical strength and excellent chemical durability. In addition, the chamber 10 has improved heat resistance.

또한, 상기 챔버(10) 내에 단열부(60)가 더 구비될 수 있다. 상기 단열부(60)는 상기 챔버(10) 내의 열을 보존하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 단열부로 사용되는 물질의 예로서는 질화물 세라믹, 탄화물 세라믹 또는 흑연 등을 들 수 있다.In addition, the heat insulating part 60 may be further provided in the chamber 10. The heat insulating part 60 may perform a function of preserving heat in the chamber 10. Examples of the material used as the heat insulating part include nitride ceramics, carbide ceramics or graphite.

상기 서셉터(20)는 상기 챔버(10) 내에 배치된다. 상기 서셉터(20)는 상기 소스 기체 라인(40) 및 상기 웨이퍼 홀더(30)를 수용한다. 또한, 상기 서셉터(20)는 상기 웨이퍼(W) 등과 같은 기판을 수용한다. 또한, 상기 소스 기체 라인(40)을 통하여, 상기 서셉터(20) 내부로 상기 반응 기체가 유입된다.The susceptor 20 is disposed in the chamber 10. The susceptor 20 receives the source gas line 40 and the wafer holder 30. In addition, the susceptor 20 accommodates a substrate such as the wafer (W). In addition, the reaction gas is introduced into the susceptor 20 through the source gas line 40.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 서셉터(20)는 서셉터 상판(21), 서셉터 하판(22) 및 서셉터 측판(23)들을 포함할 수 있다. 또한, 서셉터 상판(21)과 서셉터 하판(22)은 서로 마주보며 위치한다.As shown in FIG. 3, the susceptor 20 may include a susceptor upper plate 21, a susceptor lower plate 22, and susceptor side plates 23. In addition, the susceptor upper plate 21 and the susceptor lower plate 22 face each other.

상기 서셉터(20)는 상기 서셉터 상판(21)과 상기 서셉터 하판(22)을 위치시키고 양 옆에 상기 서셉터 측판(23)들을 위치시킨 후 합착하여 제조할 수 있다.The susceptor 20 may be manufactured by placing the susceptor upper plate 21 and the susceptor lower plate 22 and attaching the susceptor side plates 23 to both sides thereof.

그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니므로, 직육면체의 서셉터(20)에 가스 통로를 위한 공간을 내어 제조할 수 있다.However, since the embodiment is not limited thereto, a space for the gas passage may be made in the susceptor 20 of the rectangular parallelepiped.

상기 서셉터(20)는 고온 등의 조건에서 견딜 수 있도록 내열성이 높고 가공이 용이한 흑연(graphite)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 서셉터(20)는 흑연 몸체에 탄화규소가 코팅된 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 서셉터(20)는 자체로 유도가열될 수 있다.The susceptor 20 may include graphite having high heat resistance and easy processing to withstand conditions such as high temperature. In addition, the susceptor 20 may have a structure in which silicon carbide is coated on the graphite body. In addition, the susceptor 20 may be induction heated by itself.

상기 서셉터(20)에 공급되는 반응 기체는 열에 의해서, 중간 화합물로 분해되고, 이 상태에서, 상기 웨이퍼(W) 등에 증착될 수 있다. 예를 들어, 상기 반응 기체는 액상 원료인 메틸트리클로로실란(methyltrichlorosilane;MTS) 또는 기상 원료인 실란(SiH4) 및 에틸렌(C2H4) 또는 실란 및 프로판(C3H8) 등을 투입할 수 있다. 그러나, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 반응 가스는 탄소 및 규소를 포함하는 다양한 화합물을 포함할 수 있다.The reaction gas supplied to the susceptor 20 may be decomposed into an intermediate compound by heat, and in this state, may be deposited on the wafer W or the like. For example, the reaction gas is methyltrichlorosilane (MTS), which is a liquid raw material, silane (SiH 4 ) and ethylene (C 2 H 4 ), which are gaseous raw materials, or silane and propane (C 3 H 8 ). can do. However, embodiments are not limited thereto, and the reaction gas may include various compounds including carbon and silicon.

상기 원료는 규소 또는 탄소를 포함하는 라디칼로 분해되고, 상기 웨이퍼(W) 상에는 탄화규소 에피층이 성장될 수 있다. 더 자세하게, 상기 라디칼은 CH3·, SiCl·, SiCl2·, SiHCl·, SiHCl2·등을 포함하는 CHx·(1≤x<4) 또는 SiClx·(1≤x<4) 일 수 있다.The raw material is decomposed into radicals containing silicon or carbon, and a silicon carbide epitaxial layer may be grown on the wafer (W). More specifically, the radical may be CH x · (1 ≦ x <4) or SiCl x · (1 ≦ x <4) including CH 3 , SiCl, SiCl 2 , SiHCl 2 , SiHCl 2 , etc. have.

상기 소스 기체 라인(40)은 사각 튜브 형상을 가질 수 있다. 상기 소스 기체 라인(40)으로 사용되는 물질의 예로서는 석영 등을 들 수 있다.The source gas line 40 may have a square tube shape. Examples of the material used for the source gas line 40 include quartz and the like.

상기 웨이퍼 홀더(30)는 상기 서셉터(20) 내에 배치된다. 더 자세하게, 상기 웨이퍼 홀더(30)는 상기 소스 기체가 흐르는 방향을 기준으로, 상기 서셉터(20)의 후미에 배치될 수 있다. 상기 웨이퍼 홀더(30)는 상기 웨이퍼(W)를 지지한다. 상기 웨이퍼 홀더(30)로 사용되는 물질의 예로서는 탄화규소 또는 흑연 등을 들 수 있다.The wafer holder 30 is disposed in the susceptor 20. In more detail, the wafer holder 30 may be disposed at the rear of the susceptor 20 based on the direction in which the source gas flows. The wafer holder 30 supports the wafer (W). Examples of the material used for the wafer holder 30 include silicon carbide or graphite.

상기 유도 코일(50)은 상기 챔버(10) 외측에 배치된다. 더 자세하게, 상기 유도 코일(50)은 상기 챔버(10)의 외주면을 둘러쌀 수 있다. 상기 유도 코일(50)은 전자기 유도를 통하여, 상기 서셉터(20)를 유도 발열시킬 수 있다. 상기 유도 코일(50)은 상기 챔버(10)의 외주면을 감을 수 있다.The induction coil 50 is disposed outside the chamber 10. In more detail, the induction coil 50 may surround the outer circumferential surface of the chamber 10. The induction coil 50 may induce heat generation of the susceptor 20 through electromagnetic induction. The induction coil 50 may wind an outer circumferential surface of the chamber 10.

상기 서셉터(20)는 상기 유도 코일(50)에 의해서, 약 1500℃ 내지 약 1700℃의 온도로 가열될 수 있다. 앞서 설명하였듯이, 상기 온도가 1500℃ 내지 1575℃의 온도로 올라가는 구간에서는 상기 탄소원을 투입하여 상기 웨이퍼의 표면을 탄소-리치 상태로 변화시킬 수 있다. 이후, 1575℃ 내지 1700℃의 온도에서 상기 소스 기체는 중간 화합물로 분해되고, 상기 서셉터 내부로 유입되어 상기 웨이퍼(W)에 분사된다. 상기 웨이퍼(W)에 분사된 라디칼에 의해서, 상기 웨이퍼(W) 상에 탄화규소 에피층이 형성된다.The susceptor 20 may be heated to a temperature of about 1500 ° C. to about 1700 ° C. by the induction coil 50. As described above, in the section where the temperature rises to a temperature of 1500 ° C. to 1575 ° C., the surface of the wafer may be changed to a carbon-rich state by adding the carbon source. Thereafter, at a temperature of 1575 ° C. to 1700 ° C., the source gas is decomposed into intermediate compounds, introduced into the susceptor, and injected into the wafer (W). By the radicals injected onto the wafer W, a silicon carbide epitaxial layer is formed on the wafer W.

이와 같이, 실시예에 따른 탄화규소 에피층 성장장치는 상기 웨이퍼(W) 등의 기판 상에 상기 에피층과 같은 박막을 형성하고, 남은 기체는 상기 서셉터(20)의 끝단에 배치되는 배출 라인을 통하여, 외부로 배출될 수 있다.As such, the silicon carbide epitaxial growth apparatus according to the embodiment forms a thin film such as the epi layer on a substrate such as the wafer W, and the remaining gas is disposed at an end of the susceptor 20. Through, it can be discharged to the outside.

도 5를 참조하면, 상기 탄화규소 증착 방법에 의해 제조되는 탄화규소 에피 웨이퍼가 도시되어 있다. 상기 탄화규소 에피 웨이퍼는 상기 웨이퍼 상의 표면을 실리콘이 풍부한 환경에서 탄소가 풍부한 탄소-리치 상태로 변화시킨 후에 탄화규소 층을 증착시키게 되므로, 표면 결함이 없고 표면 조도가 1㎚ 이하인 탄화규소 에피 웨이퍼를 제조할 수 있다. 바람직하게는, 상기 표면 조도는 0.1㎚ 내지 1㎚ 일 수 있다. 즉, 탄화규소 웨이퍼와 탄화규소 에피층 사이에 버퍼층 역할을 하는 탄소층이 증착되고, 상기 탄소층 사이에 탄화규소 에피층이 증착되므로, 표면 조도를 감소시킬 수 있어 고품질의 탄화규소 에피 웨이퍼를 제조할 수 있다.Referring to FIG. 5, a silicon carbide epitaxial wafer manufactured by the silicon carbide deposition method is shown. The silicon carbide epitaxial wafer deposits a silicon carbide layer after changing the surface on the wafer to a carbon-rich carbon-rich state in a silicon-rich environment, thereby eliminating a surface defect and having a surface roughness of 1 nm or less. It can manufacture. Preferably, the surface roughness may be 0.1 nm to 1 nm. That is, since a carbon layer serving as a buffer layer is deposited between the silicon carbide wafer and the silicon carbide epitaxial layer, and a silicon carbide epitaxial layer is deposited between the carbon layers, surface roughness can be reduced, thereby producing a high quality silicon carbide epitaxial wafer. can do.

상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The features, structures, effects and the like described in the foregoing embodiments are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to one embodiment. Further, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified in other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments may be modified. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

Claims (11)

서셉터 내에 웨이퍼를 준비하는 단계;
상기 서셉터에 탄소원(C source)을 투입하는 단계;
상기 서셉터 내에 반응 가스를 투입하여 중간 화합물을 생성하는 단계; 및
상기 중간 화합물과 상기 웨이퍼가 반응하여 상기 웨이퍼 상에 탄화규소 에피층을 형성하는 단계를 포함하는 탄화규소 증착 방법.
Preparing a wafer in a susceptor;
Injecting a carbon source into the susceptor;
Injecting a reaction gas into the susceptor to generate an intermediate compound; And
Reacting the intermediate compound with the wafer to form a silicon carbide epitaxial layer on the wafer.
제 1항에 있어서,
상기 탄소원은 알칸(CnH2n +2, 여기서 1≤n≤3), 알켄(CnH2n -2, 여기서 2≤n≤3) 또는 알킨(CnH2n, 여기서 2≤n≤3)을 포함하는 탄소화합물인 탄화규소 증착 방법.
The method of claim 1,
The carbon source may be an alkane (C n H 2n +2 , where 1 ≦ n ≦ 3), an alkene (C n H 2n −2 , where 2n ≦ 3) or an alkyne (C n H 2n , where 2n ≦ 3 Silicon carbide deposition method comprising a carbon compound).
제 1항에 있어서,
상기 반응 가스는 탄소(C) 및 규소(Si)를 포함하는 탄화규소 증착 방법.
The method of claim 1,
And the reaction gas comprises carbon (C) and silicon (Si).
제 1항에 있어서,
상기 중간 화합물은 CHx·(1≤x<4) 또는 SiClx·(1≤x<4)를 포함하는 탄화규소 증착 방법.
The method of claim 1,
Wherein said intermediate compound comprises CH x. (1≤x <4) or SiCl x. (1≤x <4).
제 1항에 있어서,
상기 탄소원은 1500℃ 내지 1575℃의 온도에서 투입하는 탄화규소 증착 방법.
The method of claim 1,
The carbon source is a silicon carbide deposition method that is introduced at a temperature of 1500 ℃ to 1575 ℃.
제 1항에 있어서,
상기 탄소원은 1500℃ 내지 1545℃의 온도에서 투입하는 탄화규소 증착 방법.
The method of claim 1,
The carbon source is a silicon carbide deposition method that is introduced at a temperature of 1500 ℃ to 1545 ℃.
제 5항 또는 제 6항에 있어서,
상기 탄소원은 1분 내지 10분 동안 투입하는 탄화규소 증착 방법.
The method according to claim 5 or 6,
Wherein the carbon source is 1 to 10 minutes silicon carbide deposition method.
제 1항 있어서,
상기 반응 가스는 1550℃ 내지 1700℃의 온도에서 중간 화합물을 생성하는 탄화규소 증착 방법.
The method of claim 1,
The reaction gas is a silicon carbide deposition method for producing an intermediate compound at a temperature of 1550 ℃ to 1700 ℃.
제 1항에 있어서,
상기 웨이퍼는 탄화규소 웨이퍼를 포함하는 탄화규소 증착 방법.
The method of claim 1,
And the wafer comprises a silicon carbide wafer.
웨이퍼;
상기 웨이퍼 상에 형성되는 탄화규소 에피층을 포함하고,
상기 탄화규소 에피층의 표면 조도는 1㎚ 이하인 탄화규소 에피 웨이퍼.
wafer;
A silicon carbide epitaxial layer formed on the wafer,
The silicon carbide epitaxial wafer has a surface roughness of 1 nm or less.
제 10항에 있어서,
상기 웨이퍼와 상기 탄화규소 에피층 사이에는 탄소 버퍼층이 포함되는 탄화규소 에피 웨이퍼.
The method of claim 10,
A silicon carbide epitaxial wafer comprising a carbon buffer layer between the wafer and the silicon carbide epitaxial layer.
KR1020110136880A 2011-12-16 2011-12-16 Method for deposition of silicon carbide and silicon carbide epi wafer Active KR101942514B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110136880A KR101942514B1 (en) 2011-12-16 2011-12-16 Method for deposition of silicon carbide and silicon carbide epi wafer
US14/365,942 US9165768B2 (en) 2011-12-16 2012-12-13 Method for deposition of silicon carbide and silicon carbide epitaxial wafer
PCT/KR2012/010867 WO2013089463A1 (en) 2011-12-16 2012-12-13 Method for deposition of silicon carbide and silicon carbide epitaxial wafer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110136880A KR101942514B1 (en) 2011-12-16 2011-12-16 Method for deposition of silicon carbide and silicon carbide epi wafer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130069252A true KR20130069252A (en) 2013-06-26
KR101942514B1 KR101942514B1 (en) 2019-01-28

Family

ID=48864683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110136880A Active KR101942514B1 (en) 2011-12-16 2011-12-16 Method for deposition of silicon carbide and silicon carbide epi wafer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101942514B1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002220299A (en) * 2001-01-19 2002-08-09 Hoya Corp SINGLE CRYSTAL SiC AND METHOD OF PRODUCING THE SAME AND SiC SEMI CONDUCTOR DEVICE AND SiC COMPOSITE MATERIAL
JP2005277229A (en) * 2004-03-25 2005-10-06 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Silicon carbide smoothing substrate manufacturing method, silicon carbide smoothing substrate, silicon carbide epitaxial wafer, gallium nitride wafer, and semiconductor manufacturing apparatus
JP2006147866A (en) * 2004-11-19 2006-06-08 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Method for forming silicon carbide thin film
JP2007004664A (en) * 2005-06-27 2007-01-11 Hitachi Ltd Content distribution method, market analysis support method, media sales destination guidance method, media storage location guidance method, computer system, mediation apparatus, in-store rack terminal, and computer program
JP2009256138A (en) * 2008-04-17 2009-11-05 Nippon Steel Corp Epitaxial silicon carbide single crystal substrate and its manufacturing method
JP2011049496A (en) * 2009-08-28 2011-03-10 Showa Denko Kk SiC EPITAXIAL WAFER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME
JP2011121847A (en) * 2009-12-14 2011-06-23 Showa Denko Kk SiC EPITAXIAL WAFER AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME
KR20110093892A (en) * 2009-01-30 2011-08-18 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 Epitaxial Silicon Carbide Single Crystal Substrate and Manufacturing Method Thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4954654B2 (en) 2006-09-21 2012-06-20 新日本製鐵株式会社 Epitaxial silicon carbide single crystal substrate and manufacturing method thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002220299A (en) * 2001-01-19 2002-08-09 Hoya Corp SINGLE CRYSTAL SiC AND METHOD OF PRODUCING THE SAME AND SiC SEMI CONDUCTOR DEVICE AND SiC COMPOSITE MATERIAL
JP2005277229A (en) * 2004-03-25 2005-10-06 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Silicon carbide smoothing substrate manufacturing method, silicon carbide smoothing substrate, silicon carbide epitaxial wafer, gallium nitride wafer, and semiconductor manufacturing apparatus
JP2006147866A (en) * 2004-11-19 2006-06-08 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Method for forming silicon carbide thin film
JP2007004664A (en) * 2005-06-27 2007-01-11 Hitachi Ltd Content distribution method, market analysis support method, media sales destination guidance method, media storage location guidance method, computer system, mediation apparatus, in-store rack terminal, and computer program
JP2009256138A (en) * 2008-04-17 2009-11-05 Nippon Steel Corp Epitaxial silicon carbide single crystal substrate and its manufacturing method
KR20110093892A (en) * 2009-01-30 2011-08-18 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 Epitaxial Silicon Carbide Single Crystal Substrate and Manufacturing Method Thereof
JP2011049496A (en) * 2009-08-28 2011-03-10 Showa Denko Kk SiC EPITAXIAL WAFER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME
JP2011121847A (en) * 2009-12-14 2011-06-23 Showa Denko Kk SiC EPITAXIAL WAFER AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
일본 공개특허공보 특개2011-121847호(2011.06.23.) 1부. *

Also Published As

Publication number Publication date
KR101942514B1 (en) 2019-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101897062B1 (en) Silicon carbide epi wafer and method of fabricating the same
US9165768B2 (en) Method for deposition of silicon carbide and silicon carbide epitaxial wafer
KR101936171B1 (en) Method for fabrication silicon carbide epi wafer and silicon carbide epi wafer
KR101926694B1 (en) Silicon carbide epi wafer and method of fabricating the same
KR20130076365A (en) Method for fabrication silicon carbide epitaxial wafer and silicon carbide epitaxial wafer
KR101942536B1 (en) Method for fabrication silicon carbide epi wafer
KR101936170B1 (en) Method for fabrication silicon carbide epi wafer
KR101926678B1 (en) Silicon carbide epi wafer and method of fabricating the same
KR101916289B1 (en) Method for deposition of silicon carbide
US20140130742A1 (en) Apparatus and method for deposition
KR101942514B1 (en) Method for deposition of silicon carbide and silicon carbide epi wafer
KR20170006799A (en) Silicon carbide epi wafer and method of fabricating the same
KR101916226B1 (en) Apparatus and method for deposition
KR20130065945A (en) Method for deposition of silicon carbide
KR102203025B1 (en) Method of fabricating silicone carbide epi wafer
KR20130134937A (en) Silicon carbide epi wafer and method of fabricating the same
KR101976600B1 (en) Silicon carbide epi wafer and method of fabricating the same
KR20130065482A (en) Method for deposition of silicon carbide
KR101829800B1 (en) Apparatus and method for deposition
KR20130048439A (en) Apparatus and method for deposition
KR101931188B1 (en) Apparatus and method for deposition
KR101823679B1 (en) Apparatus and method for deposition
KR20130073695A (en) Method for deposition of silicon carbide
KR20130048440A (en) Apparatus and method for deposition

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

R17-X000 Change to representative recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R17-oth-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000

A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000

R17-X000 Change to representative recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R17-oth-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R14-asn-PN2301

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 5

R17-X000 Change to representative recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R17-oth-X000

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 6

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 7

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 8

U11 Full renewal or maintenance fee paid

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-4-4-U10-U11-OTH-PR1001 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

Year of fee payment: 8