1. Q: SiC ウェハーはどのように製造されるのですか?

答え:

SiCウェハー製造詳細な手順

1. SiCウエハー原材料の準備

• 5Nグレード以上のSiC粉末（不純物1ppm以下）を使用してください。
• 残留炭素または窒素化合物を除去するためにふるいにかけ、予備焼成します。

1. SiC種結晶の調製

   • 4H-SiC単結晶を〈0001〉方向に沿って約10 × 10 mm²にスライスします。

   • Ra ≤0.1 nm まで精密研磨し、結晶の方向をマークします。

2. SiCPVT成長（物理蒸気輸送）

   • グラファイトるつぼに、底に SiC 粉末、上部に種結晶を入れます。

   • 10⁻³～10⁻⁵ Torr まで排気するか、1 atm の高純度ヘリウムで充填します。

   • 熱源ゾーンを2100～2300℃に加熱し、シードゾーンを100～150℃低く保ちます。

   • 品質とスループットのバランスをとるために、成長速度を 1 ～ 5 mm/h に制御します。

3. SiCインゴットの焼鈍

   • 成長したSiCインゴットを1600～1800℃で4～8時間アニールします。

   • 目的: 熱応力を軽減し、転位密度を低減します。

4. SiCウェーハスライス

   • ダイヤモンドワイヤーソーを使用して、インゴットを 0.5 ～ 1 mm の厚さのウェーハにスライスします。

   • 微小な亀裂を避けるために、振動と横方向の力を最小限に抑えます。

5. SiCウェーハ研削と研磨

   • 粗挽き鋸による損傷（粗さ約10～30µm）を除去します。

   • 微粉砕平坦度≤5µmを実現します。

   • 化学機械研磨（CMP）鏡面仕上げ（Ra≤0.2nm）を実現します。

6. SiCウェーハ清掃と検査

   • 超音波洗浄ピラニア溶液 (H2SO4:H2O2)、脱イオン水、次に IPA で。

   • XRD/ラマン分光法ポリタイプ（4H、6H、3C）を確認します。

   • 干渉法平坦度（<5µm）と反り（<20µm）を測定します。

   • 4点プローブ抵抗率をテストします（例：HPSI≥10⁹Ω·cm）。

   • 欠陥検査偏光顕微鏡とスクラッチテスターによる検査。

7. SiCウェーハ分類と仕分け

   • ポリタイプと電気タイプ別にウェハを分類します。

     • 4H-SiC N型（4H-N）：キャリア濃度 10¹⁶～10¹⁸ cm⁻³

     • 4H-SiC高純度半絶縁体（4H-HPSI）：抵抗率≥10⁹Ω·cm

     • 6H-SiC N型（6H-N）

     • その他：3C-SiC、P型など

8. SiCウェーハ梱包と発送

   • 清潔でほこりのないウエハース箱に入れてください。

   • 各ボックスに、直径、厚さ、ポリタイプ、抵抗率グレード、バッチ番号をラベルします。

     

2. 質問: シリコン ウェーハと比較した SiC ウェーハの主な利点は何ですか?

A: シリコン ウェハと比較すると、SiC ウェハでは次のことが可能になります。

• 高電圧動作(>1,200 V) より低いオン抵抗を備えています。

• より高い温度安定性(>300 °C) と改善された熱管理を実現します。

• より高速なスイッチング速度スイッチング損失が低いため、電力コンバータのシステムレベルの冷却とサイズが削減されます。

4. 質問: SiC ウェーハの歩留まりとパフォーマンスに影響を与える一般的な欠陥は何ですか?

A: SiCウェーハの主な欠陥には、マイクロパイプ、基底面転位（BPD）、表面傷などがあります。マイクロパイプは壊滅的なデバイス故障を引き起こす可能性があり、BPDは経時的にオン抵抗を増加させ、表面傷はウェーハの破損やエピタキシャル成長不良につながります。したがって、SiCウェーハの歩留まりを最大化するには、厳格な検査と欠陥低減が不可欠です。