最近，由美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（Air Force Research Lab，AFRL）資助的“新型低溫前驅(qū)體4H-SIC外延加工”研究項(xiàng)目獲得成功。這將助力碳化硅半導(dǎo)體市場(chǎng)的擴(kuò)張。

SIM的CVD和PVT工作平臺(tái)

高壓器件需要較厚的碳化硅薄膜，較低的反應(yīng)溫度可以減少原材料消耗，并降低能耗。“在未來(lái)幾十年內(nèi)，以高增長(zhǎng)率和較低溫度生產(chǎn)更厚的器件質(zhì)量無(wú)缺陷碳化硅將對(duì)快速增長(zhǎng)的碳化硅功率器件市場(chǎng)大有裨益。”，SMI公司（氣相沉積系統(tǒng)開發(fā)商）總裁Gary s.Tompa博士評(píng)價(jià)。

該項(xiàng)目的參與者包括美國(guó)SMI公司和南卡羅萊納州大學(xué)（氯化物和氟化物對(duì)CVD生長(zhǎng)的促進(jìn)）、摩根州立大學(xué)、密西西比州立大學(xué)（碳化硅生長(zhǎng)及器件研究）等高校的研究人員。

增加前驅(qū)體濃度可以獲得更快的生長(zhǎng)速率，也會(huì)導(dǎo)致硅顆粒或液滴成核，一旦掉落在襯底上，就會(huì)產(chǎn)生器件缺陷。可以通過低于1500℃的較低生長(zhǎng)溫度解決（減少氣相預(yù)反應(yīng)），但通常也會(huì)使生長(zhǎng)速率降低。另外就是參與反應(yīng)的石墨部件在高溫下的降解會(huì)改變熱曲線，即工藝條件不穩(wěn)定。因此，低溫條件下加快碳化硅生長(zhǎng)的，會(huì)對(duì)反應(yīng)部件的消耗和生產(chǎn)速率造成影響。項(xiàng)目必須開發(fā)出新型前驅(qū)體以及新的低溫工藝技術(shù)。

研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)一種化學(xué)氣相沉積化學(xué)/工藝，在低于標(biāo)準(zhǔn)溫度的情況下支持高增長(zhǎng)率，同時(shí)通過有效地消除硅滴和其他缺陷來(lái)保持質(zhì)量。其結(jié)果將使功率器件用4H-SiC外延層以相對(duì)較高的速率生長(zhǎng)，并具有更大的工藝工具彈性。

編譯 YUXI