KR20130070482A - Method for fabrication silicon carbide epi wafer - Google Patents

Method for fabrication silicon carbide epi wafer Download PDF

Info

Publication number
KR20130070482A
KR20130070482A KR1020110137821A KR20110137821A KR20130070482A KR 20130070482 A KR20130070482 A KR 20130070482A KR 1020110137821 A KR1020110137821 A KR 1020110137821A KR 20110137821 A KR20110137821 A KR 20110137821A KR 20130070482 A KR20130070482 A KR 20130070482A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
silicon carbide
temperature
susceptor
intermediate compound
Prior art date
Application number
KR1020110137821A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101942536B1 (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 KR1020110137821A priority Critical patent/KR101942536B1/en
Priority to US14/365,942 priority patent/US9165768B2/en
Priority to PCT/KR2012/010867 priority patent/WO2013089463A1/en
Publication of KR20130070482A publication Critical patent/KR20130070482A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101942536B1 publication Critical patent/KR101942536B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02378—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD

Abstract

PURPOSE: A method for fabrication a silicon carbide EPI wafer is provided to improve surface roughness by changing wafer surface into carbon-rich surface. CONSTITUTION: A susceptor is heat with a first temperature(ST20). A carbon source is supplied into the susceptor(ST30). The carbon source is supplied for one to ten minutes. The susceptor is cooled with a second temperature(ST40). A reaction gas is supplied to generate an intermediate compound(ST50). [Reference numerals] (ST10) Step of preparing a wafer; (ST20) Step of heating with a first temperature; (ST30) Step of putting carbon source; (ST40) Step of cooling with a second temperature; (ST50) Step of generating an intermediate compound; (ST60) Step of reaction

Description

탄화규소 에피 웨이퍼 제조 방법{METHOD FOR FABRICATION SILICON CARBIDE EPI WAFER}METHOD FOR FABRICATION SILICON CARBIDE EPI WAFER FIELD OF THE INVENTION [0001]

본 기재는 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a method for manufacturing silicon carbide epitaxial wafers.

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. And is currently being used for depositing various thin films on a wafer such as a silicon film, an oxide film, a silicon nitride film or a silicon oxynitride film, a tungsten film, and the like.

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 a wafer, a reactive gas capable of reacting with the wafer must be introduced. Conventionally, silane (SiH 4 ) or ethylene (C 2 H 4 ), which is a standard precursor, or methyltrichlorosilane (MTS) is added as a raw material and the raw material is heated to produce CH 3 , SiCl x, etc., the intermediate compound is introduced into the deposition section and reacted with the wafer positioned in the susceptor to deposit the silicon carbide epilayer.

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 layer is deposited, silicon and silicon are not uniformly distributed, but the distribution of silicon is very high. At this time, since such silicon increases the surface roughness on the surface of the wafer, there is a problem that defects can be caused in the epitaxial wafer.

이에 따라, 상기 탄화규소 웨이퍼의 표면을 변화시킬 수 있는 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 방법의 필요성이 요구된다.Accordingly, there is a need for a method of manufacturing a silicon carbide epitaxial wafer 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 0.㎚ 내지 1㎚ 인 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 방법을 제공하고자 한다.An embodiment provides a method of manufacturing a silicon carbide epitaxial wafer having a surface roughness of 0. nm to 1 nm by modifying the surface of the wafer to a C-rich surface when silicon carbide is deposited on the wafer.

실시예에 따른 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 방법은, 서셉터 내에 웨이퍼를 준비하는 단계; 상기 서셉터를 제 1 온도로 가열하는 단계; 상기 서셉터에 탄소원(C source)을 투입하는 단계; 상기 서셉터를 제 2 온도로 냉각하는 단계; 상기 서셉터에 반응 가스를 투입하여 중간 화합물을 생성하는 단계; 및 상기 중간 화합물과 상기 웨이퍼가 반응하여 상기 웨이퍼 상에 탄화규소 에피층을 형성하는 단계를 포함한다.A method for manufacturing a silicon carbide epitaxial wafer according to an embodiment includes: preparing a wafer in a susceptor; Heating the susceptor to a first temperature; Injecting a carbon source into the susceptor; Cooling the susceptor to a second temperature; Introducing a reaction gas into the susceptor to produce an intermediate compound; And reacting the intermediate compound with the wafer to form a silicon carbide epilayer on the wafer.

실시예에 따른 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 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 method for manufacturing a silicon carbide epitaxial wafer according to an embodiment is a method for manufacturing a silicon carbide epitaxial wafer by depositing a carbon source onto the silicon carbide wafer before deposition of the intermediate compound on the silicon carbide wafer to form a carbon rich C- Can be changed.

이에 따라, 탄화규소 웨이퍼의 표면 조도 및 결함을 감소시킬 수 있고, 상기 탄화규소 웨이퍼 상에 탄화규소 에피층이 증착되는 탄화규소 에피 웨이퍼의 표면 조도를 1㎚ 이하로 감소시킴에 따라 고품질의 탄화규소 에피 웨이퍼를 제조할 수 있다.As a result, the surface roughness and defects of the silicon carbide wafer can be reduced, and the surface roughness of the silicon carbide epitaxial wafer on which the silicon carbide epilayer is deposited on the silicon carbide wafer is reduced to 1 nm or less, An epi wafer can be produced.

도 1은 실시예에 따른 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 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.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a process flow diagram of a silicon carbide epitaxial wafer manufacturing method according to an embodiment. FIG.
Fig. 2 is a view showing a step of injecting a carbon source onto a silicon carbide wafer. Fig.
3 is a view showing the surface state of the silicon carbide wafer into which the carbon source is charged.
4 is a view showing a process in which a reactive gas is introduced onto the silicon carbide wafer to deposit an epi layer.
5 is a view showing a silicon carbide epitaxial wafer according to an embodiment.
FIG. 6 is an exploded perspective view of the deposition apparatus according to the embodiment. FIG.
7 is a perspective view showing a deposition apparatus according to an embodiment.
8 is a part of a cross-sectional view taken along line I-I 'in Fig.

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 the embodiments, it is to be understood that each layer (film), area, pattern or structure may be referred to as being "on" or "under / under" Quot; includes all that is 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 for manufacturing a silicon carbide epitaxial wafer according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG.

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.FIG. 1 is a process flow diagram of a silicon carbide deposition method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view illustrating a process of injecting a carbon source onto a silicon carbide wafer, and FIG. 3 is a cross- FIG. 4 is a view showing a process in which a reactive gas is introduced onto the silicon carbide wafer to deposit an epitaxial layer, and FIG. 5 is a view showing a silicon carbide epitaxial wafer according to an embodiment .

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 탄화규소 증착 방법은, 웨이퍼를 준비하는 단계(ST10); 제 1 온도로 가열하는 단계(ST20); 탄소원(C source)을 투입하는 단계(ST30); 제 2 온도로 냉각하는 단계(ST40); 중간 화합물을 생성하는 단계(ST50); 및 반응하는 단계(ST60)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a silicon carbide deposition method according to an embodiment includes: preparing a wafer (ST10); A step (ST20) of heating to a first temperature; Injecting a carbon source (ST30); Cooling to a second temperature (ST40); Producing an intermediate compound (ST50); And a step of reacting (ST60).

상기 웨이퍼를 준비하는 단계(ST10)에서는, 챔버 내에 위치하는 서셉터 내에 상기 웨이퍼를 위치시킬 수 있다. 이때, 상기 웨이퍼는 탄화규소 웨이퍼일 수 있다. In the step of preparing the wafer (ST10), the wafer can be placed in the susceptor located in the chamber. At this time, the wafer may be a silicon carbide wafer.

이어서, 제 1 온도로 가열하는 단계(ST20)에서는, 상기 서셉터를 제 1 온도로 가열할 수 있다. 상기 제 1 온도는 상기 제 2 온도와 다를 수 있다. 바람직하게는 상기 제 1 온도는 상기 제 2 온도보다 클 수 있다. 더 바람직하게, 상기 제 1 온도는 상기 제 2 온도보다 100℃ 내지 200℃ 클 수 있다. 구체적으로, 상기 제 2 온도는 1700℃ 내지 1900℃일 수 있다.Subsequently, in the step (ST20) of heating to the first temperature, the susceptor can be heated to the first temperature. The first temperature may be different from the second temperature. Preferably, the first temperature may be greater than the second temperature. More preferably, the first temperature may be 100 deg. C to 200 deg. C higher than the second temperature. Specifically, the second temperature may be 1700 ° C to 1900 ° C.

이어서, 탄소원(C source)을 투입하는 단계(ST30)에서는, 상기 반응로에 알칸(CnH2n +2, 여기서 1≤n≤3), 알켄(CnH2n, 여기서 2≤n≤3) 또는 알킨(CnH2n-2, 여기서 2≤n≤3)을 포함하는 탄소화합물을 투입할 수 있다.Then, carbon (C source) in the step (ST30) for input, in the reactor an alkane (C n H 2n +2, where 1≤n≤3), alkenes (C n H 2n, where 2≤n≤3 ) Or alkyne (C n H 2n-2 , where 2? N ? 3).

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 carbon (C). However, such silicon may form a certain protrusion on the surface of the wafer, thereby roughening the surface of the silicon carbide wafer. Such surface roughness can cause defects on the silicon carbide wafer, and thus, when the silicon carbide epilayer is deposited on the silicon carbide wafer, the defect is extended to affect the silicon carbide epilayer .

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. 이에 따라, 상기 규소에 의한 돌출부를 제거할 수 있고, 표면이 평탄한 탄화규소 웨이퍼가 형성될 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 3, in the silicon carbide deposition method according to the embodiment, the surface of the silicon carbide wafer is coated with the carbon-rich carbon-rich (C -rich state. As a result, the protrusion by the silicon can be removed, and a silicon carbide wafer having a flat surface can be formed.

또한, 상기 탄소원을 상기 제 1 온도 즉, 상기 반응 가스의 이온화 온도보다 높은 온도에서 투입하므로, 탄소원의 제어를 효율적으로 할 수 있다.Further, since the carbon source is charged at the first temperature, that is, at a temperature higher than the ionization temperature of the reaction gas, the control of the carbon source can be efficiently performed.

이어서, 제 2 온도로 냉각하는 단계(ST40)에서는 상기 서셉터의 온도를 제 2 온도로 낮출 수 있다. 즉, 상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도보다 100℃ 내지 200℃ 낮을 수 있다. 구체적으로, 상기 제 2 온도는 상기 반응 가스가 이온화 될 수 있는 온도일 수 있다. 바람직하게는, 상기 제 2 온도는 1500℃ 내지 1700℃일 수 있다.Then, in the step ST40 of cooling to the second temperature, the temperature of the susceptor can be lowered to the second temperature. That is, the second temperature may be 100 ° C to 200 ° C lower than the first temperature. Specifically, the second temperature may be a temperature at which the reaction gas can be ionized. Preferably, the second temperature may be 1500 ° C to 1700 ° C.

이어서, 중간 화합물을 생성하는 단계(ST50); 및 반응하는 단계(ST60)에서는 상기 반응 가스가 상기 서셉터 내부로 투입되어 중간 화합물을 생성하고, 상기 중간 화합물이 상기 웨이퍼와 반응하여 상기 웨이퍼 상에 탄화규소 에피층을 형성할 수 있다. 상기 반응 가스는 탄소 및 규소를 포함할 수 있다. 상기 반응 가스를 생성하기 위한 원료는 액상 원료 또는 기상 원료를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 액상 원료는 메틸트리클로로실란(methylchlorosilane;MTS)를 포함할 수 있고, 상기 기상 원료는 실란(SiH4) 및 에틸렌(C2H4) 또는 실란 및 프로판(C3H8)을 포함할 수 있다. 그러나 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 원료는 탄소 및 규소를 포함하는 다양한 원료를 포함할 수 있다.Next, the intermediate compound is produced (ST50); And the reaction step (ST60), the reaction gas is injected into the susceptor to generate an intermediate compound, and the intermediate compound reacts with the wafer to form a silicon carbide epilayer on the wafer. The reaction gas may include carbon and silicon. The raw material for producing the reaction gas may include a liquid raw material or a vapor raw material. Preferably, the liquid raw material is a silane, methyl trichloro (methylchlorosilane; MTS) may include, the gaseous raw material is a silane (SiH 4) and ethylene (C 2 H 4) or silane, and propane (C 3 H 8) the . ≪ / RTI > However, the embodiment is not limited thereto, and the raw material may include various raw materials including carbon and silicon.

도 5 내지 도 7을 참조하여 상기 중간 화합물과 상기 웨이퍼가 반응하여 탄화규소 에피층이 형성되는 것을 설명한다.5 to 7, the intermediate compound and the wafer react with each other to form a silicon carbide epilayer.

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, the deposition apparatus according to the 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 receive 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 sealed, and the chamber 10 can prevent external inflow of gas and maintain a vacuum degree. The chamber 10 may include a 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.Further, the chamber 10 may further include a heat insulating portion 60. The heat insulating portion 60 may function to preserve the heat in the chamber 10. Examples of the material used as the heat insulating portion include nitride ceramics, carbide ceramics, and 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 or the like. Further, the reactive gas flows 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.3, the susceptor 20 may include a susceptor upper plate 21, a susceptor lower plate 22, and a susceptor side plate 23. Further, the susceptor upper plate 21 and the susceptor lower plate 22 are opposed to 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 positioning the susceptor upper plate 21 and the susceptor lower plate 22 and positioning the susceptor side plates 23 on both sides and then cementing them.

그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니므로, 직육면체의 서셉터(20)에 가스 통로를 위한 공간을 내어 제조할 수 있다.However, the embodiment is not limited to this, and a space for the gas passage can be produced in the rectangular parallelepiped susceptor 20.

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 which has high heat resistance and is easy to process so that the susceptor 20 can withstand high temperature conditions. In addition, the susceptor 20 may have a structure in which silicon carbide is coated on the graphite body. Further, the susceptor 20 can be induction-heated 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 메틸트리크롤로실란 또는 기상 원료인 실란 및 에틸렌 또는 실란 및 프로판 등을 투입할 수 있다.The reactive gas supplied to the susceptor 20 is decomposed into an intermediate compound by heat, and in this state, it can be deposited on the wafer W or the like. For example, the reactant gas may be fed with methyltriclorosilane as a liquid raw material, silane as a gaseous raw material, ethylene, silane, propane, or the like.

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 epilayers can be grown on the wafer W. More specifically, the radical may be CH x (1? X <4) or SiCl x (1? X <4) containing CH 3. , SiCl 2 , SiCl 2 , SiHCl 2 , SiHCl 2 , 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 rectangular tube shape. Examples of the material used as 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 within the susceptor 20. More specifically, the wafer holder 30 can be disposed at the rear of the susceptor 20 with respect to 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 and 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. More specifically, the induction coil 50 may surround the outer circumferential surface of the chamber 10. The induction coil 50 can induce and heat the susceptor 20 through electromagnetic induction. The induction coil 50 may wind the outer peripheral 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 can be heated by the induction coil 50 to a temperature of about 1500 ° C to about 1700 ° C. As described above, the surface of the wafer may be changed to a carbon-rich state by injecting the carbon source at a temperature in which the temperature is raised to a temperature of 1500 ° C to 1575 ° C. Then, at a temperature of 1575 캜 to 1700 캜, the source gas is decomposed into an intermediate compound, and is introduced into the susceptor to be sprayed onto the wafer W. A silicon carbide epilayer is formed on the wafer W by the radicals injected onto 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 described above, the silicon carbide epitaxial growth apparatus according to the embodiment forms a thin film such as the epitaxial layer on the substrate such as the wafer W, and the remaining gas is discharged to the discharge line 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 적고 표면 조도가 0.1㎚ 내지 1㎚ 인 탄화규소 에피 웨이퍼를 제조할 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, there is shown a silicon carbide epi wafer produced by the silicon carbide deposition method. The silicon carbide epitaxial wafer deposits the silicon carbide layer after the surface of the wafer is changed from a silicon-rich environment to a carbon-rich carbon-rich state. Therefore, silicon carbide An epi wafer can be produced. That is, since a carbon layer serving as a buffer layer is deposited between the silicon carbide wafer and the silicon carbide epi layer, and a silicon carbide epi layer is deposited between the silicon carbide layers, the surface roughness can be reduced, and a high quality silicon carbide epitaxial wafer can be manufactured 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 and implemented. 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 (9)

서셉터 내에 웨이퍼를 준비하는 단계;
상기 서셉터를 제 1 온도로 가열하는 단계;
상기 서셉터에 탄소원(C source)을 투입하는 단계;
상기 서셉터를 제 2 온도로 냉각하는 단계;
상기 서셉터에 반응 가스를 투입하여 중간 화합물을 생성하는 단계; 및
상기 중간 화합물과 상기 웨이퍼가 반응하여 상기 웨이퍼 상에 탄화규소 에피층을 형성하는 단계를 포함하는 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 방법.Preparing a wafer in the susceptor;
Heating the susceptor to a first temperature;
Injecting a carbon source into the susceptor;
Cooling the susceptor to a second temperature;
Introducing a reaction gas into the susceptor to produce an intermediate compound; And
Wherein the intermediate compound reacts with the wafer to form a silicon carbide epilayer on the wafer. 제 1항에 있어서,
상기 탄소원은 알칸(CnH2n +2, 여기서 1≤n≤3), 알켄(CnH2n, 여기서 2≤n≤3) 또는 알킨(CnH2n-2, 여기서 2≤n≤3)을 포함하는 탄소화합물인 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the carbon source is selected from the group consisting of an alkane (C n H 2n +2 , where 1? N? 3), an alkene (C n H 2n where 2? N ? ). &Lt; / RTI &gt; 제 1항에 있어서,
상기 탄소원은 1분 내지 10분 동안 투입하는 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the carbon source is introduced for 1 to 10 minutes. 제 1항에 있어서,
상기 반응 가스는 탄소(C) 또는 규소(Si)를 포함하는 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the reaction gas comprises carbon (C) or silicon (Si). 제 1항에 있어서,
상기 제 1 온도는 상기 제 2 온도보다 높은 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the first temperature is higher than the second temperature. 제 5항에 있어서,
상기 제 1 온도는 상기 제 2 온도보다 100℃ 내지 200℃ 높은 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the first temperature is 100 占 폚 to 200 占 폚 higher than the second temperature. 제 1항에 있어서,
상기 제 1 온도는 1700℃ 내지 1900℃인 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the first temperature is 1700 ° C to 1900 ° C. 제 1항에 있어서,
상기 제 2 온도는 1500℃ 내지 1700℃인 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 방법.The method according to claim 1,
And the second temperature is 1500 ° C to 1700 ° C. 제 1항에 있어서,
상기 중간 화합물은 상기 중간 화합물은 CHx·(1≤x<4) 또는 SiClx·(1≤x<4)를 포함하는 탄화규소 에피 웨이퍼 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the intermediate compound comprises a CH x (1? X <4) or SiCl x (1? X <4) intermediate compound.
KR1020110137821A 2011-12-16 2011-12-19 Method for fabrication silicon carbide epi wafer KR101942536B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110137821A KR101942536B1 (en) 2011-12-19 2011-12-19 Method for fabrication 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
KR1020110137821A KR101942536B1 (en) 2011-12-19 2011-12-19 Method for fabrication silicon carbide epi wafer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130070482A true KR20130070482A (en) 2013-06-27
KR101942536B1 KR101942536B1 (en) 2019-01-29

Family

ID=48865282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110137821A KR101942536B1 (en) 2011-12-16 2011-12-19 Method for fabrication silicon carbide epi wafer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101942536B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9991344B2 (en) 2014-08-06 2018-06-05 Lg Innotek Co., Ltd. Silicon carbide EPI wafer and method for manufacturing same
KR20190026470A (en) * 2017-09-05 2019-03-13 엘지이노텍 주식회사 Epitaxial wafer and method for fabricating the same

Citations (10)

* 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 Manufacturing method of silicon carbide smoothed substrate, silicon carbide smoothed substrate, silicon carbide epitaxial wafer, gallium nitride wafer, and semiconductor manufacturing device
JP2006147866A (en) * 2004-11-19 2006-06-08 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Film formation method of silicon carbide thin film
JP2007004664A (en) * 2005-06-27 2007-01-11 Hitachi Ltd Content delivery method, market analysis support method, guide method of media sales destination, guide method of media storage desgination, computer system, intermediation device, in-store rack terminal and computer program
JP2008074664A (en) * 2006-09-21 2008-04-03 Nippon Steel Corp Epitaxial silicon carbide single crystal substrate and its producing method
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 method for producing same
WO2011142074A1 (en) * 2010-05-10 2011-11-17 三菱電機株式会社 Silicon carbide epitaxial wafer and process for production thereof, silicon carbide bulk substrate for epitaxial growth purposes and process for production thereof, and heat treatment apparatus

Patent Citations (10)

* 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 Manufacturing method of silicon carbide smoothed substrate, silicon carbide smoothed substrate, silicon carbide epitaxial wafer, gallium nitride wafer, and semiconductor manufacturing device
JP2006147866A (en) * 2004-11-19 2006-06-08 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Film formation method of silicon carbide thin film
JP2007004664A (en) * 2005-06-27 2007-01-11 Hitachi Ltd Content delivery method, market analysis support method, guide method of media sales destination, guide method of media storage desgination, computer system, intermediation device, in-store rack terminal and computer program
JP2008074664A (en) * 2006-09-21 2008-04-03 Nippon Steel Corp Epitaxial silicon carbide single crystal substrate and its producing method
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 method for producing same
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
WO2011142074A1 (en) * 2010-05-10 2011-11-17 三菱電機株式会社 Silicon carbide epitaxial wafer and process for production thereof, silicon carbide bulk substrate for epitaxial growth purposes and process for production thereof, and heat treatment apparatus

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
일본 공개특허공보 특개2011-121847호(2011.06.23.) 1부. *
일본 재공표특허공보 WO2011/142074 1부. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9991344B2 (en) 2014-08-06 2018-06-05 Lg Innotek Co., Ltd. Silicon carbide EPI wafer and method for manufacturing same
KR20190026470A (en) * 2017-09-05 2019-03-13 엘지이노텍 주식회사 Epitaxial wafer and method for fabricating the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR101942536B1 (en) 2019-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9165768B2 (en) Method for deposition of silicon carbide and silicon carbide epitaxial wafer
KR101897062B1 (en) Silicon carbide epi wafer and method of fabricating the same
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
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
KR101916226B1 (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
KR102203025B1 (en) Method of fabricating silicone carbide epi wafer
KR20130076365A (en) Method for fabrication silicon carbide epitaxial wafer and silicon carbide epitaxial 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
KR20130065945A (en) Method for deposition of silicon carbide
KR102026206B1 (en) Deposition apparatus
KR101971613B1 (en) Deposition apparatus
KR101829800B1 (en) Apparatus and method for deposition
KR20130048439A (en) Apparatus and method for deposition
KR101823679B1 (en) Apparatus and method for deposition
KR20130065482A (en) Method for deposition of silicon carbide
KR101905823B1 (en) Apparatus and method for fabrication wafer
KR101882327B1 (en) Apparatus and method for deposition

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant