SICウェーハキャリアテクノロジーに関する研究

SICウェーハキャリア、第3世代の半導体産業チェーンの主要な消耗品として、その技術的特性はエピタキシャルの成長とデバイスの製造の収量に直接影響します。 5Gベースステーションや新しいエネルギー車などの産業における高電圧および高温デバイスの需要が急増しているため、SICウェーハキャリアの研究と適用は現在、重要な開発機会に直面しています。

半導体製造の分野では、炭化シリコンウェーハキャリアは、主にエピタキシャル装置にウェーハを携帯して送信するという重要な機能を引き受けます。従来のクォーツキャリアと比較して、SICキャリアは3つの中核的な利点を示します。まず、熱膨張係数（4.0×10^-6/℃）は、SICウェーファー（4.2×10^-6/℃）の係数と高度に一致し、高テンペアプロセスの熱応力を効果的に減らします。第二に、化学蒸気堆積（CVD）法によって調製された高純度SICキャリアの純度は99.9995％に達する可能性があり、クォーツキャリアの一般的なナトリウムイオン汚染問題を回避します。さらに、2830のSIC材料の融点により、MOCVD機器の1600を超える長期作業環境に適応することができます。

現在、主流の製品は6インチの仕様を採用しており、厚さは20〜30mmの範囲内で制御され、表面粗さは0.5μm未満です。エピタキシャルの均一性を高めるために、主要なメーカーはCNC加工によりキャリア表面に特定のトポロジー構造を構築します。たとえば、Semiceriによって開発されたハニカム型の溝設計は、±3％以内のエピタキシャル層の厚さの変動を制御できます。コーティング技術の観点から、TAC/TASI2コンポジットコーティングは、キャリアのサービス寿命を800倍以上に拡張できます。これは、コーティングされていない製品のそれよりも3倍長くなります。

産業用アプリケーションレベルでは、SICキャリアは、炭化シリコン電源装置の製造プロセス全体に徐々に浸透しています。 SBDダイオードの生産では、SICキャリアを使用すると、エピタキシャル欠陥密度を0.5cm未満に減らすことができます。 MOSFETデバイスの場合、それらの優れた温度の均一性は、チャネルモビリティを15％から20％増加させるのに役立ちます。業界の統計によると、世界のSICキャリア市場規模は2024年に2億3,000万米ドルを超えており、複合年間成長率は約28％に維持されています。

ただし、技術的なボトルネックはまだ存在します。大規模なキャリアのワーパー制御は依然として課題のままです。8インチキャリアの平坦性耐性は、50μm以内に圧縮する必要があります。現在、セミセラは、反りを制御できる数少ない国内企業の1つです。 Tianke Hedaなどの国内企業は、6インチのキャリアの大量生産を達成しています。 Semiceraは現在、Tianke HedaがSICキャリアのカスタマイズをカスタマイズするのを支援しています。現在、それはコーティングプロセスと欠陥制御の観点から国際的な巨人に近づいています。将来的には、ヘテロエピタキシー技術の成熟により、Gan-on-SICアプリケーション向けの専用キャリアは、新しい研究開発の方向になります。