KR101922469B1 - Chemical vapor deposition low resistance silicon carbide bulk manufacturign apparatus - Google Patents
Chemical vapor deposition low resistance silicon carbide bulk manufacturign apparatusInfo
- Publication number
- KR101922469B1 KR101922469B1 KR1020170059192A KR20170059192A KR101922469B1 KR 101922469 B1 KR101922469 B1 KR 101922469B1 KR 1020170059192 A KR1020170059192 A KR 1020170059192A KR 20170059192 A KR20170059192 A KR 20170059192A KR 101922469 B1 KR101922469 B1 KR 101922469B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- header
- silicon carbide
- mts
- gas
- nitrogen
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/32—Carbides
- C23C16/325—Silicon carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45512—Premixing before introduction in the reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45565—Shower nozzles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명에서는 화학기상증착 저 저항 실리콘 카바이드 벌크가 제조되는 증착로에 가스를 공급하기 위한 가스 혼합 시스템은 헤더(Header)(10)와 분사 라인(Line)(20)으로 구성되고, 상기 헤더(10)는 분사 라인(20)을 감싼 외부 관이고, 헤더(10)의 앞 쪽에는 공급관(31)이 더 구비되고, 상기 공급관을 통하여 MTS, 질소, 및 수소가 상기 가스 혼합 시스템에 공급되고, 상기 헤더(10)에는 적어도 2개 이상의 노즐(32)이 연결되고, 상기 노즐(32)에서 MTS와 질소와 수소가 증착로(40)로 분사되고, 상기 헤더(10) 내부에 존재하는 분사 라인(20) 입구쪽에는 질소가 공급되고, 상기 분사 라인에는 작은 홀이 다수개 구비되므로서, Gas mixing system 개선을 통해, 종래 알려진 제조 방법에서 사용되는 질소(N2) 가스보다 적은 질소(N2) 가스를 투입량으로 저저항 CVD SiC 제조 가능하며, 또한 질소 가스를 균일하게 분사하도록 할 뿐 아니라, 노즐별 저항값의 편차를 줄일 수 있는 실리콘 카바이트 제조 장치가 개시된다.In the present invention, a gas mixing system for supplying a gas to a CVD furnace in which a chemical vapor deposition low-resistance silicon carbide bulk is produced is composed of a header 10 and a spraying line 20, Is supplied with the MTS, nitrogen, and hydrogen through the supply pipe to the gas mixing system, and the MTS, nitrogen, and hydrogen are supplied to the gas mixing system through the supply pipe At least two nozzles 32 are connected to the header 10 and MTS and nitrogen and hydrogen are injected into the deposition path 40 from the nozzles 32 and the injection lines (N2) gas used in a known manufacturing method through the improvement of the gas mixing system because a small number of small holes are provided in the injection line. Low-resistivity CVD SiC can be produced at the input, and In addition to the small gas to be uniformly injected, the silicon carbide manufacturing device that can reduce the variation in the nozzle-specific resistance value is provided.
Description
본 발명은 화학기상증착(Chemical vapor deposition, CVD) 저 저항 실리콘 카바이드 벌크 제조 장치에 관한 것으로서, 화학 기상 증착(CVD)의 방법으로 저 저항 SiC(실리콘 카바이드(Silicon carbide))를 제조하는 제조 과정에서 사용되는 질소 농도를 최적화하고, 또한 SiC 내에서 각각의 저항 값에 따라 최적화된 질소 농도를 가지는 저 저항 실리콘 카바이드(Silicon carbide) 제조 장치에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a chemical vapor deposition (CVD) low resistance silicon carbide bulk manufacturing apparatus and, in a manufacturing process for manufacturing low resistance SiC (silicon carbide) by chemical vapor deposition (CVD) To an apparatus for fabricating low-resistance silicon carbide which optimizes the nitrogen concentration used and also has an optimum nitrogen concentration in SiC according to the respective resistance value.
일반적으로 탄화 규소(Silicon carbide)는 반도체, LED 공정 등에 사용되는 탄화규소 부품은 서셉터(Susceptor)라고 불리우는 웨이퍼 캐리어, 증착 공정용 보트(Boat), 튜브(Tube)류, 식각(Etching) 공정 등에 사용되는 링(Ring), 샤워 플레이트(Shower Plate) 등으로 사용되어 지고 있다.Generally, silicon carbide is used for silicon carbide parts used in semiconductors and LED processes, wafer carriers called a susceptor, boats for deposition processes, tubes, etch processes, etc. It is used as ring, shower plate and so on.
특히, 반도체 산업의 엄청난 성장으로 인해 실리콘 집적 회로 (IC) 제조에 사용되는 부품 공급 업체는 비용을 늘리지 않고도 IC의 생산성을 높이기 위해 제품을 개선해야 했다. 이러한 개선의 필요성에 대한 일례는 IC 제조 공정의 와이어 볼 본딩 작업에 사용되는 모세관 또는 용접 팁 가이드의 마모 수명을 증가시키는 것도 한 예이며, 탄화 규소로 만들어진 다양한 기구들의 성능도 향상 시키는 것일 것이다.Particularly, due to the tremendous growth of the semiconductor industry, component suppliers used in the manufacture of silicon integrated circuits (ICs) had to improve their products to increase IC productivity without increasing costs. One example of the need for such an improvement is to increase the wear life of capillary or weld tip guides used in wire ball bonding operations in IC fabrication processes and to improve the performance of various devices made of silicon carbide.
한편, CVD-SiC 성형체의 저항율을 저하시켜 히터로서 적용하는 시도는 이전부터 알려져 있고, 예를들어 원료인 메틸트리클로로실란(MTS) 중에 40℃에서 질소 가스를 0.4 L/분의 유량으로 도입하고, 수소 유량을 2.0 L/분으로 하며, 증착 온도 1400℃, 1 기압에서 SiC(N)/TiN/SiC 구조의 SiC(N) 층을 0.44 ㎛의 두께로 성장 시킨 히터가 개시되고, 질소 가스 유량을 0.5 L/분으로 한 경우에는 더욱 저항율이 저하되는 것으로 제시되어 있지만, 원료인 MTS 농도와 질소 가스 농도와의 비율을 자유롭게 제어하는 것이 어렵기 때문에, 내부에 기공이 생성되기 쉬워서, 치밀질이면서 기체 불투과성인 CVD-SiC를 얻기 어렵다. On the other hand, an attempt to lower the resistivity of a CVD-SiC compact and apply it as a heater has been known before. For example, nitrogen gas is introduced at a flow rate of 0.4 L / min in a methyltrichlorosilane (MTS) , A SiC (N) layer of a SiC (N) / TiN / SiC structure was grown to a thickness of 0.44 mu m at a deposition temperature of 1400 DEG C and a pressure of 1 atm, a hydrogen gas flow rate of 2.0 L / It is difficult to freely control the ratio of the MTS concentration as the raw material and the nitrogen gas concentration, so that pores are easily generated inside, and therefore, It is difficult to obtain gas-impermeable CVD-SiC.
또한, 원료 가스와 함께 도입되는 질소 가스량을 제어하여 질소 도핑 CVD-SiC 성형체를 얻는 방법으로서, 규소 단결정 기판을 900∼1200℃로 가열하고, 원료 가스로서 모노실란(SiH4) 가스와 프로판 가스, 캐리어 가스로서 수소 가스를 사용하고, 기판 상에 매우 얇은 SiC막을 형성한 후, 이어서 기판의 온도를 1300∼1400℃로 올려, 원료 가스(0.05∼0.3 cc/분)와 동시에 도펀트로서 질소 가스(1×10-2∼1 cc/분, 질소 가스의 농도는 원료 가스에 대하여, 1×10-2∼1(cc/분)/0.05∼0.3(cc/분) = 0.01/0.1∼1/0.6 = 10∼167 부피%)를 도입하여 기판 상에 n형의 3C형 SiC 단결정 박막을 성장시키고, 1 시간의 성장으로 0.5∼3 ㎛의 박막을 얻는 것이 제안되어 있는 실정이다. As a method of obtaining a nitrogen-doped CVD-SiC compact by controlling the amount of nitrogen gas introduced together with the source gas, a silicon monocrystalline substrate is heated to 900 to 1,200 DEG C, and monosilane (SiH4) gas, propane gas, After a very thin SiC film is formed on the substrate using hydrogen gas as a gas, the temperature of the substrate is then raised to 1300 to 1400 DEG C, and a nitrogen gas (1 x ~1 10 -2 cc / min, the concentration of the nitrogen gas with respect to the raw material gas, 1 × 10 -2 ~1 (cc / min) /0.05~0.3 (cc / minute) = 0.01 / 0.1 to 1 / 0.6 = 10 To 167 vol.%), To grow an n-type 3C type SiC single crystal thin film on a substrate, and to obtain a thin film of 0.5 to 3 mu m by growing for 1 hour.
물론 대한민국 특허 공개 제 10-2002-0011860 호에서는 “원료 가스, 캐리어 가스와 함께 질소 가스를 사용하여 CVD법에 의해 제조되는 SiC 성형체로서, 원료 가스의 농도(원료 가스 유량(l/분)/캐리어 가스 유량(l/분))를 5∼15 부피%, 질소 가스의 농도(질소 가스유량(l/분)/원료 가스 유량(l/분))를 10∼120 부피%로 하고, 기재의 표면에 SiC를 성막한 후 기재를 제거하여 제조하고, 비중이 3.15 이상, 광 투과율이 1.1∼0.05%, 저항율이 3×10-3∼10-5Ωm이고, 상기 광 투과율은 측정 대상물을 0.5 mm 두께로 평면 가공하고, 분광 광도계를 이용하여 근적외 영역 500∼3000 nm에서 측정하는 것을 특징으로 하는 SiC 성형체.”를 제공하고,Of course, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2002-0011860, as an SiC formed body manufactured by the CVD method using nitrogen gas together with a raw material gas and a carrier gas, the concentration of the raw material gas (flow rate of raw material gas (l / (Nitrogen gas flow rate (l / min) / raw material gas flow rate (l / min)) of 10 to 120% by volume and nitrogen concentration of 5 to 15% by volume and gas flow rate A light transmittance of 1.1 to 0.05% and a resistivity of 3 x 10 < -3 > to 10 < -5 > OMEGA m, and the light transmittance of the measurement object is set to 0.5 mm , And measuring the SiC near-infrared region at 500 to 3000 nm using a spectrophotometer. &Quot;
미국 등록 특허 제 US04772498(1988년 9월 20일)호에서는 “미세한 전기 전도체 와이어가 통과하는 비교적 작은 직경의 모세관 개구에서 끝나는 축 방향으로 연장하는 통로를 갖는 모세관으로서, 미세한 전기 전도체 와이어가 통과하도록 되어 있고, 열을 가하여 상기 와이어 상에 고온 볼을 결합 시키는데 사용되며, 상기 모세관 단부에 의해 상기 볼에 압력을 가함으로써 상기 와이어를 전기 부품에 연결하는 단계로서, 상기 모세관은 본질적으로 산소 또는 산소 함유 화합물의 부재하에 기판 상에 탄화 규소 피막을 화학 기상 증착하여 얻어지는 탄화 규소로 이루어지고, 실질적으로 매끄러운 표면을 가지며, 적어도 0.1ohm-cm의 항률, 2500kg/mm2보다 큰 균일 한 비커스 경도, 적어도 3gm/ cm3의 밀도, 적어도 열 충격 저항 계수 180이고 파괴 인성은 3.7 KIC (MPa / m) 인 실리콘 카바이드 모세관”을 제공한다. U.S. Patent No. US4772498 (September 20, 1988) states that "a capillary having axially extending passages that terminate at relatively small diameter capillary openings through which fine electrical conductor wires pass, allowing fine electrical conductor wires to pass through Connecting said wire to an electrical component by applying pressure to said ball by means of said capillary end, said capillary being essentially of an oxygen or oxygen containing compound A silicon carbide coating obtained by chemical vapor deposition of a silicon carbide coating on a substrate in the absence of a substrate having a substantially smooth surface and having a constant velocity of at least 0.1 ohm-cm, a uniform Vickers hardness of greater than 2500 kg / mm 2 , cm < 3 & gt ;, at least a thermal shock resistance coefficient of 180 and a fracture toughness of 3.7 KIC (MPa / m) Silicon carbide capillary "
하지만, 최근에는 저 저항 SiC 제조의 필요성으로, SiC 제조시 질소 가스의 공급과 혼합의 기술이 점점 더 필요해지는 실정이다, 그러나, 상기의 기술은 SiC 내에 존재하게 될 질소가스를 정량으로 공급하기 용이한 방법을 제공하는 것도 아니며, 질소 가스를 분사하는 노즐로 균일하게 분사하도록 하는 기술을 제공하는 것도 아니다.However, in recent years, the necessity of low-resistivity SiC production is increasingly required to supply and mix nitrogen gas at the time of SiC production. However, the above-mentioned technology has the disadvantage that it is easy to supply nitrogen gas to be present in SiC in a fixed amount Nor does it provide a technique for uniformly injecting nitrogen gas into the nozzle.
따라서, 질소 가스 분사와 혼합을 효과적으로 제어하여 SiC의 저항값 제어를 용이하게 하고 노즐별 저항값의 편차를 줄일 수 있는 실리콘 카바이트 제조에 대한 기술 개발이 절실한 실정이다. Therefore, there is an urgent need to develop a technique for manufacturing silicon carbide which can control the resistance value of SiC effectively and control the mixing and mixing of nitrogen gas, thereby reducing the deviation of the resistance value of each nozzle.
화학기상증착(CVD) 저 저항 실리콘 카바이드 벌크 제조를 위하여, SiC 제조시 질소 가스의 공급과 혼합의 기술을 최적화 하고, 저저항 SiC 내에 존재하게 될 질소가스를 정량으로 공급하기 용이한 방법으로 질소 가스를 분사하는 노즐로 질소 가스를 균일하게 분사하도록 하는 기술을 개발하고, 또한, 노즐별 저항값의 편차를 줄일 수 있는 실리콘 카바이트 벌크 제조 장치를 제공하고자 한다. Chemical vapor deposition (CVD) For the production of low-resistance silicon carbide bulk, the technique of supplying and mixing nitrogen gas during SiC production is optimized, and a nitrogen gas The present inventor has developed a technique for uniformly injecting nitrogen gas into a nozzle for injecting a nitrogen gas into the cavity, and also to provide a device for manufacturing a silicon carbide bulk which can reduce a variation in resistance value of each nozzle.
본 발명의 상기 목적은 화학기상증착 저 저항 실리콘 카바이드 벌크의 저항 값이 0.3 Ω 이하일 때 준안정층인 상기 벌크 표면에서부터 깊이(Depth) 1,500nm 이상에서의 질소 농도값은 4.0x1018 atoms/cm3 이상인 것을 특징으로 하고, 화학기상증착 저 저항 실리콘 카바이드 벌크의 저항 값이 0.003 Ω 이하일 때 준안정층인 상기 벌크 표면에서부터 깊이(Depth) 1,500nm 이상에서의 질소 농도값은 4.0x1019atoms/cm3 이상인 것을 특징으로 하는 저 저항 실리콘 카바이드 벌크를 제조하는 화학기상증착 저 저항 실리콘 카바이드 벌크 제조 장치에 있어서,
화학기상증착 저 저항 실리콘 카바이드 벌크가 제조되는 증착로에 가스를 공급하기 위한 가스 혼합 시스템 라인은 헤더(10)와 분사 라인(20)으로 구성되고,
MTS가 저장된 메인 탱크, MTS를 일정량을 공급할 수 있는 기능을 갖는 버퍼 탱크, MTS를 증발기에 공급하는 공급 탱크 및 MTS가 기화되는 증발기를 구비하고,
상기 메인 탱크에서 버퍼 탱크(Buffer Tank)로 MTS가 이송되며, 이때 수소(H2) 가스와 질소(N2) 가스도 함께 공급되고,
버퍼 탱크(Buffer Tank)에 존재하는 MTS는 공급 탱크(Service Tank)로 이송되고, 이때, 수소(H2) 가스가 함께 공급되고,
상기 헤더(10)와 상기 분사 라인(20)은 라인(line) 형상이고, 상기 헤더(10)는 분사 라인(20)을 감싼 외부 관이고, 상기 분사 라인(20)의 바깥쪽과 상기 헤더(10)의 안쪽 사이에 공간이 존재하고,
상기 헤더(10) 내부에 존재하는 분사 라인(20) 입구쪽에는 질소가 공급되고, 상기 분사 라인(20) 전체에는 작은 홀이 다수 개 구비되어, 상기 분사 라인(20) 입구쪽에서 공급되는 질소는 상기 작은 홀을 통하여 상기 분사 라인(20)의 바깥쪽과 상기 헤더(10)의 안쪽 사이의 공간으로 나오고,
상기 기화된 MTS, 질소 및 수소가 공급되는 공급관이 구비되고, 상기 공급관은 상기 헤더(10)의 앞쪽이면서 상기 분사 라인(20)의 바깥쪽과 상기 헤더(10)의 안쪽 사이의 공간에 연결되고, 상기 공급관(31)은 상기 헤더(10)와 수직 방향으로 연결되고,
MTS와 질소와 수소를 증착로에 분사하는 적어도 2 개 이상의 노즐(32)이 더 구비되고, 상기 노즐(32)이 상기 헤더(10)에 연결될 때, 상기 노즐(32)은 분사 라인(20)의 바깥쪽과 상기 헤더(10)의 안쪽 사이의 공간에 연결되고, 상기 노즐(32)과 상기 헤더(10)는 수직 방향으로 연결되는 것을 특징으로 화학기상증착 저 저항 실리콘 카바이드 벌크 제조 장치에 의해서 달성 가능하다.The above-described object of the present invention is to provide a semiconductor device having a nitrogen concentration value at a depth of 1,500 nm or more from the bulk surface of the metastable layer when the resistance value of the chemical vapor deposition low resistance silicon carbide bulk is 0.3 Ω or less is 4.0 × 10 18 atoms / cm 3 , And the nitrogen concentration value at a depth of 1,500 nm or more from the bulk surface as a metastable layer when the resistance value of the chemical vapor deposition low resistance silicon carbide bulk is 0.003? Or less is 4.0 x 10 19 atoms / cm 3 Or more of the silicon carbide bulk of the low-resistance silicon carbide bulk,
A gas mixing system line for supplying a gas to a deposition furnace in which a chemical vapor deposition low-resistance silicon carbide bulk is produced comprises a
A main tank storing the MTS, a buffer tank having a function of supplying a predetermined amount of MTS, a supply tank supplying the MTS to the evaporator, and an evaporator evaporating the MTS,
The MTS is transferred from the main tank to a buffer tank. At this time, hydrogen (H2) gas and nitrogen (N2)
The MTS present in the buffer tank is transferred to a service tank where hydrogen gas is supplied together,
The
Nitrogen is supplied to the inlet side of the
The supply pipe is connected to a space between the outside of the
The
삭제delete
삭제delete
삭제delete
본 발명에서는 화학 기상 증착(Chemical vapor deposition) 저 저항 실리콘 카바이드 벌크를 제조하기 위하여, MTS, 질소 및 수소의 혼합 가스가 증착기에 제공되기 전에 Gas mixing system 개선을 통해, 종래 알려진 제조 방법에서 사용되는 질소(N2) 가스보다 매우 적은 질소(N2) 가스를 투입량으로 저저항 CVD SiC 제조 가능하며, 또한 질소 가스를 균일하게 분사하도록 할 뿐 아니라, 노즐별 저항값의 편차를 줄일 수 있는 실리콘 카바이트 제조 장치를 제공할 수 있게 된다In the present invention, in order to produce a low-resistance silicon carbide bulk, a mixed gas of MTS, nitrogen and hydrogen is supplied to the evaporator through a gas mixing system improvement, (N 2) it can be a low resistance CVD SiC produced very little nitrogen (N 2) gas than the gas in input, and also producing silicon carbide, which as well as to uniformly injecting nitrogen gas, can reduce the deviation of the nozzle by the resistance Device can be provided
도 1은 본원 발명에서 MTS 이송 및 사용되는 Gas를 혼합하는 공정도를 나타낸 실시예의 도면이다.
도 2는 가스 혼합 시스템 라인(Gas Mixer System Line)을 나타내는 실시예의 도면이다.
도 3은 반응기와 집진기를 간단히 도시한 도면이다.
도 4와 도 5는 저저항 SiC에서의 질소 농도를 나타낸 실시예의 도면이다.
도 6은 일반저항을 가진 SiC 질소농도를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing an embodiment showing a process of mixing MTS transport and used gas in the present invention.
Figure 2 is an illustration of an embodiment showing a gas mixer system line.
Figure 3 is a simplified view of the reactor and the dust collector.
Figures 4 and 5 are views of embodiments showing the nitrogen concentration in the low resistance SiC.
6 is a graph showing the concentration of SiC nitrogen having a general resistance.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 화학기상증착(Chemical vapor deposition, CVD) 저 저항 실리콘 카바이드 벌크 및 그 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a chemical vapor deposition (CVD) low-resistance silicon carbide bulk according to an embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail.
본 발명을 설명하기 위해 필요한 통상의 기술에 대해서는 상세 설명을 생략할 수 있다. The detailed description of common techniques necessary for explaining the present invention can be omitted.
일반적으로 화학 기상 증착 법에 의한 실리콘 카바이드 생산 조업에서는, 메틸트리클로로실레인(MTS, Methyltrichlorosilane), 수소 및 아르곤의 혼합물과 같은 실리콘 카바이드 전구체 가스는 증착 챔버로 공급되며, 반응하여 실리콘 카바이드가 제조하는 온도까지 가스는 가열된다. 실리콘 카바이드는 증착 챔버 내에 설치된 고체 맨드릴(mandrel) 상에서 막 또는 쉘(shell)로서 증착된다. 원하는 두께의 실리콘 카바이드가 맨드릴 상에 증착된 후, 코팅된 맨드릴은 증착 챔버로부터 제거되며, 증착물은 맨드릴로부터 분리된다. 모놀리식(monolithic) 실리콘 카바이드 플레이트들 및 실린더들은 적합한 형상의 기판 또는 맨드릴 형상들을 이용한 이러한 화학 기상 증착(CVD) 기술을 적용함으로서 생산되어 왔다. Generally, in a silicon carbide production operation by a chemical vapor deposition method, a silicon carbide precursor gas such as a mixture of methyltrichlorosilane (MTS, Methyltrichlorosilane), hydrogen and argon is supplied to a deposition chamber and reacted to produce silicon carbide The gas is heated to a temperature. Silicon carbide is deposited as a film or shell on a solid mandrel installed in a deposition chamber. After the desired thickness of silicon carbide is deposited on the mandrel, the coated mandrel is removed from the deposition chamber and the deposition is separated from the mandrel. Monolithic silicon carbide plates and cylinders have been produced by applying such chemical vapor deposition (CVD) techniques using substrates or mandrel shapes of suitable shapes.
따라서, 본원 발명에서는 화학 기상 증착(CVD) 방법으로 실리콘 카바이드를 생산하는 방법을 제시하며, 특히 효과적으로 질소 가스를 공급하고 또한 종래 기술보다 더 적은 질소 가스를 공급하면서도 저 저항 실리콘 카바이드를 생산하는 방법을 제공하고자 한다. Accordingly, the present invention proposes a method of producing silicon carbide by a chemical vapor deposition (CVD) method, and more particularly, to a method of producing a low-resistance silicon carbide by effectively supplying nitrogen gas and supplying less nitrogen gas than the prior art .
한편, 본원 발명의 상기의 제조 방법에서 만들어진 저 저항 실리콘 카바이드의 물리 화학적 특성을 분석하여 반도체 공정에 활용하고자 한다.On the other hand, the physicochemical properties of the low-resistance silicon carbide produced by the above-described production method of the present invention are analyzed and utilized for semiconductor processing.
우선 종래 방법을 고찰하면 다음 설명과 같다. First, the conventional method will be described as follows.
실리콘 카바이드 제품들을 생산하기 위해서는 화학 기상 증착(CVD) 시스템을 사용한다. 그리고 메틸트리클로로실레인(MTS)이 제공되며, MTS를 위한 캐리어 가스로서 아르곤이 사용된다. 그리고, 부유된 MTS와 함께 아르곤은 밀봉된 조건하에서 공급되며, 이후 수소 및 질소(N2)와 혼합된다. Chemical vapor deposition (CVD) systems are used to produce silicon carbide products. And methyltrichlorosilane (MTS) are provided, and argon is used as the carrier gas for MTS. And, with the suspended MTS, argon is supplied under sealed conditions and then mixed with hydrogen and nitrogen (N 2 ).
그리고, 상기의 혼합된 전구체 가스들은 분사기를 통하여 증착로로 공급된다. 그리고, MTS와 실리콘 카바이드 증착물의 해리를 일으키고, 해리 반응에서 발생하는 배기 가스들은 배출된다. The mixed precursor gases are supplied to the deposition furnace through an injector. Then, the dissociation of the MTS and the silicon carbide deposit is caused, and the exhaust gas generated in the dissociation reaction is discharged.
한편, 실리콘 카바이드 전구체는 실리콘 카바이드를 형성하기 위하여 반응할 수 있는 재료들로부터 선택된다. 이러한 재료들은 일반적으로 실레인 또는 클로로실레인과 같은 실리콘 부분(moiety)을 형성하기 위하여 반응할 수 있는 성분 및 탄화수소와 같은 탄소 부분을 형성하기 위하여 반응할 수 있는 성분을 포함한다. 탄화수소 치환 실레인들은 바람직한 실리콘 카바이드 전구체들이며, 이는 실레인들이 단일 화합물 내에 실리콘 및 탄소 부분들을 함유하고 있기 때문이다. On the other hand, silicon carbide precursors are selected from materials that can react to form silicon carbide. These materials generally comprise a component capable of reacting to form a silicon moiety such as silane or chlorosilane and a component capable of reacting to form a carbon moiety such as a hydrocarbon. Hydrocarbon substituted silanes are preferred silicon carbide precursors because the silanes contain silicon and carbon moieties within a single compound.
아울러, 아르곤, 헬륨 또는 다른 불활성 가스들과 같은 불활성, 비반응성 가스가 정상적인 액체(예를 들어, 통상의 STP에서의 액체) 전구체를 위한 캐리어로서 사용될 수 있다. 메틸트리클로로실레인(MTS)은, 특히 MTS가 해리될 때 방출된 염소를 제거하는 수소(H2)와 함께 사용될 때 바람직한 전구체이다. MTS(실온에서의 액체)를 위하여 아르곤이 일반적으로 불활성, 비반응성 캐리어 가스로 사용된다. 이때, 아르곤은 희석제로 작용하게 된다. In addition, inert, non-reactive gases such as argon, helium or other inert gases may be used as carriers for normal liquids (e.g., liquids in conventional STP) precursors. Methyltrichlorosilane (MTS) is the preferred precursor when used with hydrogen (H 2 ) to remove chlorine released, especially when MTS is dissociated. For MTS (liquid at room temperature), argon is generally used as an inert, non-reactive carrier gas. At this time, argon acts as a diluent.
도 1은 본원 발명에서 MTS 이송 및 사용되는 Gas를 혼합하는 공정도를 나타낸 실시예의 도면이다. 1 is a view showing an embodiment showing a process of mixing MTS transport and used gas in the present invention.
공정도 단계를 순서대로 나타내면 다음과 같다, 아래 순서는 증착로 전 단계에서 가스를 혼합하는 초기 단계이다, The process steps are as follows: The following procedure is the initial step of mixing the gas at all stages of the deposition process,
1) MTS(메틸트리클로로실레인, Methyltrichlorosilane)가 저장된 메인 탱크(Main Tank)에서 버퍼 탱크(Buffer Tank)로 MTS를 이송한다. 이때, 수소(H2) 가스와 질소(N2) 가스도 함께 공급 된다. 1) The MTS is transferred from the main tank where MTS (methyltrichlorosilane) is stored to the buffer tank. At this time, hydrogen (H 2 ) gas and nitrogen (N 2 ) gas are also supplied.
참고적으로 버퍼 탱크는 일정량을 공급할 수 있는 기능을 갖도록 하는 탱크로서 일정량 공급 기능을 하는 장치가 부가되어 있게 된다. For reference, the buffer tank has a function of supplying a predetermined amount, and a device for supplying a predetermined amount is added to the buffer tank.
2) 버퍼 탱크(Buffer Tank)에 존재하는 MTS를 공급 탱크(Service Tank)로 이송한다, 이때, 수소(H2) 가스가 함께 공급 된다. 공급 탱크는 기화기(Vaporizer)에 직접 MTS를 공급하는 이송 기능을 하는 탱크이다,2) The MTS present in the buffer tank is transferred to the service tank. At this time, hydrogen (H 2 ) gas is supplied together. The supply tank is a tank that carries the transfer function to supply the MTS directly to the vaporizer,
3) 공급 탱크(Service Tank)에서 MTS를 증발기(Vaporizer)에 공급하며, 증발기에서는 MTS가 기화되고, 기화된 MTS는 질소와 수소 가스도 함께 가스 혼합 시스템 라인(Gas Mixer System Line)에 공급된다. 이때, 증발기에도 수소는 계속 공급된다.3) The MTS is supplied to the vaporizer in the service tank, the MTS is vaporized in the evaporator, and the vaporized MTS is supplied to the gas mixer system line together with nitrogen and hydrogen gas. At this time, hydrogen is continuously supplied to the evaporator.
이러한 과정에서 정해진 온도로 모든 공정은 제어되게 된다. 결과적으로 MTS의 일정한 공급이 가능하고, 수소와 질소와의 균일한 혼합이 유도된다, In this process, all the processes are controlled at the set temperature. As a result, a constant supply of MTS is possible and uniform mixing of hydrogen and nitrogen is induced,
즉, 종래의 증착기에 MTS를 공급하는 방법으로는 항온조에 위치한 MTS를 라인을 통하여 공급하고, 상기 MTS 공급 라인에 아르곤, 질소, 수소를 바로 공급하는 일단계 혼합 시스템을 사용한다. 하지만 본 발명에서는 MTS 공굽부에서 증착기까지의 중간에 버퍼 탱크(Buffer Tank)와 공급 탱크(Service Tank)를 두었고, 그 다음에 증발기(Vaporizer)를 통과 하도록 하였다. That is, as a method of supplying MTS to a conventional evaporator, a one-stage mixing system is used in which an MTS located in a thermostatic chamber is supplied through a line and argon, nitrogen, and hydrogen are directly supplied to the MTS supply line. However, in the present invention, a buffer tank and a service tank are disposed in the middle of the MTS furnace to the evaporator, and then passed through a vaporizer.
도 2는 증착로에 분사되는 가스 혼합 시스템 라인(Gas Mixer System Line)을 나타내는 실시예의 도면이다. 2 is a view of an embodiment showing a gas mixer system line injected into an evaporation furnace.
본 발명의 가스 혼합 시스템은 헤더(Header)(10)와 분사 라인(Line)(20)으로 구성된다. The gas mixing system of the present invention comprises a header (10) and a spray line (20).
헤더(10)는 분사 라인(20)을 감싼 외부 관으로 본 발명에서 사용된 상기 헤더(10)의 직경은 80 mm 이다, 그리고 본원 발명에서 사용된 헤더 내부에 존재하는 분사 라인(20)의 직경은 10 mm 이다. 헤더는 시니타리 부품을 사용하여 시니타리 체결(30)을 하였으며, 압력에도 견디고 밀봉 효과도 높도록 하였다. The
헤더(10)의 입구쪽에는 증발기(Vaporizer)에서 공급된 MTS, 질소, 및 수소가 공급관(31)을 통하여 공급된다, 그리고 본원 발명에서 사용된 상기 공급관(31)의 직경은 25mm 이며. 헤더(10)의 앞 쪽에 연결된다, Nitrogen and hydrogen supplied from an evaporator are supplied through a
그리고, 헤더(10)에는 적어도 2개 이상의 노즐(32)이 연결된다. 물론 도면에서 도시된 바와 같이 본 발명에서는 4 개의 노즐(32)을 일 실시예로 사용하였다. 각각의 노즐(32)에서 MTS와 질소와 수소를 증착로(40)에 분사하게 된다. 본원 발명에서 사용된 상기 노즐(32)의 직경은 25mm 이다,At least two nozzles (32) are connected to the header (10). Of course, as shown in the drawings, in the present invention, four
한편, 도면에서처럼 헤더(10) 내부에 존재하는 분사 라인(20) 입구쪽에는 질소가 공급되고, 상기 분사 라인에는 1mm 의 홀이 분사 라인 전체에 다수개 구비되어 있다. As shown in the drawing, nitrogen is supplied to the inlet of the jetting
아울러, 상기 실시예에서 표기된 헤더, 라인, 노즐의 직경의 값은 하나의 일 실시예이며, 본 발명의 특징이 반드시 상기 직경의 값에 한정되는 것은 아니다. In addition, the values of the diameters of the headers, the lines, and the nozzles shown in the above embodiment are only examples, and the features of the present invention are not necessarily limited to the diameters.
도 3은 반응기와 집진기를 간단히 도시한 도면이다.Figure 3 is a simplified view of the reactor and the dust collector.
도 3에서 반응기는 CVD 공정이 수행되는 증착로(40)를 의미한다. 즉, 분사 Line(20)에서 분사된 혼합 가스로 SiC가 증착되어 만들어 지게 된다,In Fig. 3, the reactor means a
그리고, 상기 증착로(40) 내에서 증착이 이루어지고, 증착 이후 해리 반응에서 발생하는 배기 가스들은 배기구(도면에서 볼 때 증착로(40) 하단 부에 집진기(50)와 연결된 부분)를 통하여 배출되게 된다, The exhaust gas generated in the dissociation reaction after the deposition is discharged through the exhaust port (the portion connected to the
증착로(40)는 수냉 스테인레스 스틸로 만들어진 하우징이며, 이 하우징 내에는 흑연 맨드릴, 흑연 가열 부재 및 흑연 절연 튜브가 구비된다. 그리고 상기 증착로(40)에 유입된 혼합된 전구체 가스들은 가열된 흑연 맨드릴의 내부 표면 위를 지나가도록 향하여 맨드릴의 내부 표면 상에서 MTS와 실리콘 카바이드 증착물의 해리를 일으킨다. The
상기 증착로(40)의 배기구에서 배출된 배기 가스들은, 도면에서 별도 도시되지는 않았지만 필터를 통하여 부유된 고형체들은 제거되고, 그 후 증착로 내의 감소 된 압력을 제어하는 진공 펌프를 통과하는 과정도 거친다. 그리고 배기 가스들은 필요한 가스들을 회수하는 집진기(scrubber)(50)를 통과한 다음 대기중으로 배출된다. The exhaust gases discharged from the exhaust port of the
- Dopant 공급량 - - Dopant feed rate -
본원 발명은 화학 기상 증착(Chemical vapor deposition, CVD) 저 저항 실리콘 카바이드 벌크 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, Gas mixing system 개선을 통해 종래 방법 보다 적은 N2를 투입하여도 저저항 SiC 제조가 가능하였다, The present invention relates to a chemical vapor deposition (CVD) low-resistance silicon carbide bulk and a method of manufacturing the same. By improving the gas mixing system, low-resistivity SiC can be manufactured even when
표 1내지 표 2에서는 증착로(40)에 공급되는 가스 내에서의 각각의 성분 함량을 나타낸 것이다. 우선 표 1은 당사 방법에서의 성분 함량이다, 그리고 표 2는 종래 기술에서의 성분 함량이다, Tables 1 to 2 show the content of each component in the gas supplied to the
표 1과 표 2를 비교하여 보면은, 저 저항의 SiC를 제조하기 위해서 본 발명에서는 공급 가스 중에서 0.00062에서 0.65% 혹은 0.65 % 이상의 질소 함량이 포함되어 있음을 알 수 있다, (기준은 MTS와 수소의 합을 100 % 로 정하였을 EO이다,) Comparing Tables 1 and 2, it can be seen that the present invention contains 0.65% or 0.65% nitrogen content in the feed gas at 0.00062 to produce low resistance SiC (standards include MTS and hydrogen EO was defined as 100% of the sum of
그러나, 종래에는 저 저항의 저 저항의 SiC를 제조하기 위해서 10에서 60 % 까지의 질소 함량이 포함되어야 한다. (기준은 MTS와 수소의 합을 100 % 로 정하였을 때 이다,) However, conventionally, a nitrogen content of 10 to 60% must be included in order to produce low resistance low resistance SiC. (The standard is when the sum of MTS and hydrogen is set at 100%),
결과적으로 본 발명에서는 질소 가스의 비율을 대단히 줄일 수가 있었다. As a result, in the present invention, the ratio of nitrogen gas can be greatly reduced.
표 1. (SLPM : Standard litre per minute) Table 1. (SLPM: Standard liter per minute)
표 2, (SLPM : Standard litre per minute) Table 2, (SLPM: Standard liter per minute)
도 4와 도 5는 화학 기상 증착(Chemical vapor deposition, CVD) 저 저항 실리콘 카바이드 벌크 내에서의 질소 농도를 나타낸 실시예의 도면이다. Figures 4 and 5 are views of embodiments showing nitrogen concentration in a chemical vapor deposition (CVD) low resistance silicon carbide bulk.
저 저항 실리콘 카바이드 벌크 표면 내에서 깊이(Depth) 1,500nm이상(준안정층)에서의 질소 농도를 나타낸 값이며, 이를 위하여 스캐닝 이온 매스 편광기(scanning ion mass spectroscopy)를 이용하여 시편들을 분석하였다. 또한, 미량 원소 불순물을 위하여 가스 방출 매스 편광기(gas discharge mass spectroscopy; GDMS)를 이용하여 시편들을 분석할 수도 있다. The concentration of nitrogen in the low-resistivity silicon carbide bulk surface at depths greater than 1,500 nm (metastable layer) was measured and analyzed using scanning ion mass spectroscopy. In addition, for trace element impurities, gas discharge mass spectroscopy (GDMS) may be used to analyze the specimens.
도 4는 0.3 Ω 이하의 저저항 SiC에서의 질소 농도를 측정한 값을 나타낸 그래프이며, 도 4에서 보면 깊이(Depth)1,500nm이상(준안정층)에서 4.0x1018 atoms/cm3 이상의 질소농도를 보이고 있어서, 종래 기술에서 제시한 질소 농도 값인 1.0x1019 atoms/cm3 보다도 작은 질소 농도 값을 보임을 알 수가 있다,FIG. 4 is a graph showing the measured values of nitrogen concentration in low-resistance SiC of 0.3 Ω or less. As shown in FIG. 4, when the depth of nitrogen exceeding 4.0 × 10 18 atoms / cm 3 in a depth of 1,500 nm or more (metastable layer) , And it can be seen that the nitrogen concentration value is smaller than 1.0 x 10 19 atoms / cm 3, which is the nitrogen concentration value proposed in the prior art.
도 5는 최근 사용되는 새로운 저저항인 0.003 Ω 이하의 값을 가지는, 저 저항 실리콘 카바이드 벌크 내에서의 질소 농도를 측정한 값을 나타낸 그래프이다, 그리고, 저 저항 실리콘 카바이드 벌크 표면 내에서 깊이(Depth) 1,500nm이상(준안정층)에서의 질소 농도를 나타낸 값이며, 4.0x1019atoms/cm3이상의 질소농도를 가짐을 알 수가 있다.5 is a graph showing the measured value of the nitrogen concentration in a low resistance silicon carbide bulk having a value of 0.003? Or less, which is a new low resistance used in recent years, and a depth ) Is a value representing the nitrogen concentration at 1,500 nm or more (metastable layer), and has a nitrogen concentration of 4.0 x 10 19 atoms / cm 3 or more.
도 6은 화학 기상 증착(Chemical vapor deposition, CVD) 법에 의하여 제조된 일반저항을 가진 실리콘 카바이드 벌크 내에서의 질소 농도를 나타낸 실시예의 도면이다. Figure 6 is an illustration of an embodiment showing the nitrogen concentration in a silicon carbide bulk with a general resistance made by a chemical vapor deposition (CVD) method.
즉, 도 6은 1Ω.cm 이상의 저항 값을 가지는 일반저항에서의 SiC 질소농도를 나타낸 도면으로, 농도 측정 방법은 도4와 도 5에 설명된 방법과 같다.That is, FIG. 6 is a diagram showing the SiC nitrogen concentration in a general resistance having a resistance value of 1? .Cm or more, and the concentration measuring method is the same as that described in FIG. 4 and FIG.
도면에서 보면 실리콘 카바이드 벌크 표면 내에서 깊이(Depth) 1,500nm이상(준안정층) 부근에서 1.4x1018 atoms/cm3 이하의 질소농도를 가짐을 알 수 있다.It can be seen from the figure that the nitrogen concentration in the silicon carbide bulk surface is 1.4 x 10 18 atoms / cm 3 or less near the depth of 1,500 nm or more (metastable layer).
- 특성 비교 - - Characteristics comparison -
본 발명 제조 공정에서 제조된 저 저항 SiC 의 특성값을 측정하여 보았으며, 종래의 제품과 비교를 해 표 3에 나타내었다. The characteristics of the low-resistance SiC produced in the manufacturing process of the present invention were measured and compared with the conventional products.
표 3에서 본 발명 제조 공정에서 제조된 저 저항 SiC 의 특성값은 표 가장 왼쪽의 D-clean@ 라고 표시된 것이다, The characteristic values of the low-resistance SiC produced in the manufacturing process of the present invention in Table 3 are marked as D-clean @
표 3에서 보면 미량원소가 5ppmw 이하를 유지하면서도 일반적인 SiC 소재의 특징인 고강도(휨강도 517Mpa), 고열전도도(250W/mK)의 특성은 변화가 없다는 것을 알 수 있다.In Table 3, it can be seen that characteristics of high strength (bending strength of 517Mpa) and high thermal conductivity (250W / mK) characteristic of general SiC material do not change while keeping trace elements below 5 ppmw.
표 3. Table 3.
결론적으로 본원발명의 제조 방법으로 제조된 저 저항 SiC는 종 래 보다 적은 질소 농도를 가지면서도 동일한 저항값을 유지함은 물론 저 저항 SiC에서 요구되는 특성값도 충분히 만족됨을 알 수 있다. As a result, it can be seen that the low-resistance SiC produced by the manufacturing method of the present invention maintains the same resistance value while satisfying the characteristic values required for the low-resistance SiC even though the nitrogen concentration is lower than the latter.
10 : 헤더 20 : 분사 Line
31 : 공급관 32 : 노즐
30 : 시니타리 체결 40 : 증착로
50 : 집진기(scrubber) 10: Header 20: Spray Line
31: supply pipe 32: nozzle
30: Sinitary fastening 40: Deposition furnace
50: a scrubber
Claims (4)
화학기상증착 저 저항 실리콘 카바이드 벌크가 제조되는 증착로에 가스를 공급하기 위한 가스 혼합 시스템 라인은 헤더(10)와 분사 라인(20)으로 구성되고,
MTS가 저장된 메인 탱크, MTS를 일정량을 공급할 수 있는 기능을 갖는 버퍼 탱크, MTS를 증발기에 공급하는 공급 탱크 및 MTS가 기화되는 증발기를 구비하고,
상기 메인 탱크에서 버퍼 탱크(Buffer Tank)로 MTS가 이송되며, 이때 수소(H2) 가스와 질소(N2) 가스도 함께 공급되고,
버퍼 탱크(Buffer Tank)에 존재하는 MTS는 공급 탱크(Service Tank)로 이송되고, 이때, 수소(H2) 가스가 함께 공급되고,
상기 헤더(10)와 상기 분사 라인(20)은 라인(line) 형상이고, 상기 헤더(10)는 분사 라인(20)을 감싼 외부 관이고, 상기 분사 라인(20)의 바깥쪽과 상기 헤더(10)의 안쪽 사이에 공간이 존재하고,
상기 헤더(10) 내부에 존재하는 분사 라인(20) 입구쪽에는 질소가 공급되고, 상기 분사 라인(20) 전체에는 작은 홀이 다수 개 구비되어, 상기 분사 라인(20) 입구쪽에서 공급되는 질소는 상기 작은 홀을 통하여 상기 분사 라인(20)의 바깥쪽과 상기 헤더(10)의 안쪽 사이의 공간으로 나오고,
상기 기화된 MTS, 질소 및 수소가 공급되는 공급관이 구비되고, 상기 공급관은 상기 헤더(10)의 앞쪽이면서 상기 분사 라인(20)의 바깥쪽과 상기 헤더(10)의 안쪽 사이의 공간에 연결되고, 상기 공급관(31)은 상기 헤더(10)와 수직 방향으로 연결되고,
MTS와 질소와 수소를 증착로에 분사하는 적어도 2 개 이상의 노즐(32)이 더 구비되고, 상기 노즐(32)이 상기 헤더(10)에 연결될 때, 상기 노즐(32)은 분사 라인(20)의 바깥쪽과 상기 헤더(10)의 안쪽 사이의 공간에 연결되고, 상기 노즐(32)과 상기 헤더(10)는 수직 방향으로 연결되는 것을 특징으로 화학기상증착 저 저항 실리콘 카바이드 벌크 제조 장치.
Characterized in that the nitrogen concentration value at a depth of 1,500 nm or more from the bulk surface as a metastable layer when the resistance value of the chemical vapor deposition low-resistance silicon carbide bulk is 0.3 Ω or less is 4.0 × 10 18 atoms / cm 3 or more, Characterized in that the nitrogen concentration value at a depth of 1,500 nm or more from the bulk surface of the metastable layer when the resistance value of the chemical vapor deposition low-resistance silicon carbide bulk is not more than 0.003 Ω is not less than 4.0 × 10 19 atoms / cm 3 A chemical vapor deposition low resistance silicon carbide bulk manufacturing apparatus for producing a resistive silicon carbide bulk,
A gas mixing system line for supplying a gas to a deposition furnace in which a chemical vapor deposition low-resistance silicon carbide bulk is produced comprises a header 10 and a spraying line 20,
A main tank storing the MTS, a buffer tank having a function of supplying a predetermined amount of MTS, a supply tank supplying the MTS to the evaporator, and an evaporator evaporating the MTS,
The MTS is transferred from the main tank to a buffer tank. At this time, hydrogen (H2) gas and nitrogen (N2)
The MTS present in the buffer tank is transferred to a service tank where hydrogen gas is supplied together,
The header 10 and the jetting line 20 are in the shape of a line and the header 10 is an outer tube surrounding the jetting line 20. The header 10 and the header 10), and the space
Nitrogen is supplied to the inlet side of the jetting line 20 existing in the header 10 and a plurality of small holes are provided in the entire jetting line 20. The nitrogen supplied from the inlet side of the jetting line 20 Out through the small holes to the space between the outside of the injection line 20 and the inside of the header 10,
The supply pipe is connected to a space between the outside of the jetting line 20 and the inside of the header 10 in front of the header 10, , The supply pipe (31) is connected to the header (10) in a vertical direction,
The nozzle 32 is connected to the injection line 20 when the nozzle 32 is connected to the header 10, and furthermore, at least two nozzles 32 for spraying MTS, nitrogen and hydrogen into the deposition furnace, Is connected to a space between the outside of the header (10) and the inside of the header (10), and the nozzle (32) and the header (10) are connected in a vertical direction.
상기 저 저항 실리콘 카바이드 벌크의 저항 값은 0.03 Ω 이하이고, 미량원소가 5ppmw 이하인 것을 특징으로 하는 화학기상증착 저 저항 실리콘 카바이드 벌크 제조 장치.The method according to claim 1,
Wherein the resistance of the low-resistance silicon carbide bulk is 0.03? Or less and the trace element is 5 ppmw or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170059192A KR101922469B1 (en) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | Chemical vapor deposition low resistance silicon carbide bulk manufacturign apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170059192A KR101922469B1 (en) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | Chemical vapor deposition low resistance silicon carbide bulk manufacturign apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180125099A KR20180125099A (en) | 2018-11-22 |
KR101922469B1 true KR101922469B1 (en) | 2018-11-28 |
Family
ID=64557893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170059192A KR101922469B1 (en) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | Chemical vapor deposition low resistance silicon carbide bulk manufacturign apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101922469B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102098817B1 (en) * | 2019-12-12 | 2020-04-08 | (주)브이아이테크 | Silicon Carbide Deposition Method by Chemical Vapor Deposition |
KR102153501B1 (en) * | 2019-12-12 | 2020-09-08 | (주)브이아이테크 | Silicon Carbide Deposition System by Chemical Vapor Deposition |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003086816A (en) | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | SiC SUBSTRATE, SiC SEMICONDUCTOR ELEMENT, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
JP2013174023A (en) * | 2006-09-16 | 2013-09-05 | Piezonics Co Ltd | Chemical vapor deposition apparatus having shower head for actively adjusting spray speed of reaction gas, and method for the same |
JP2015000836A (en) | 2013-06-17 | 2015-01-05 | 株式会社アドマップ | Silicon carbide material, and production method of silicon carbide material |
-
2017
- 2017-05-12 KR KR1020170059192A patent/KR101922469B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003086816A (en) | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | SiC SUBSTRATE, SiC SEMICONDUCTOR ELEMENT, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
JP2013174023A (en) * | 2006-09-16 | 2013-09-05 | Piezonics Co Ltd | Chemical vapor deposition apparatus having shower head for actively adjusting spray speed of reaction gas, and method for the same |
JP2015000836A (en) | 2013-06-17 | 2015-01-05 | 株式会社アドマップ | Silicon carbide material, and production method of silicon carbide material |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102098817B1 (en) * | 2019-12-12 | 2020-04-08 | (주)브이아이테크 | Silicon Carbide Deposition Method by Chemical Vapor Deposition |
KR102153501B1 (en) * | 2019-12-12 | 2020-09-08 | (주)브이아이테크 | Silicon Carbide Deposition System by Chemical Vapor Deposition |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20180125099A (en) | 2018-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100481441B1 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device and apparatus for manufacturing a semiconductor | |
TWI555888B (en) | Fluidized-bed reactor and process for preparing granular polycrystalline silicon | |
KR102178936B1 (en) | Chemical vapor deposition silicon carbide bulk with improved etching characteristics | |
KR100903484B1 (en) | Cvd method and device for forming silicon-containing insulation film | |
CN1861840B (en) | Catalyst enhanced chemical vapor deposition apparatus | |
KR100760342B1 (en) | Low resistivity silicon carbide | |
WO2007108401A1 (en) | Semiconductor device manufacturing method and substrate processing apparatus | |
CN102828163A (en) | Film forming method and film forming apparatus | |
US11859309B2 (en) | Chemical-vapor-deposition silicon carbide bulk having improved etching characteristic | |
JP2016507001A (en) | Low temperature deposition method for ceramic thin films | |
CN102027156A (en) | Systems and methods for distributing gas in a chemical vapor deposition reactor | |
KR101922469B1 (en) | Chemical vapor deposition low resistance silicon carbide bulk manufacturign apparatus | |
KR900008970B1 (en) | Process vapor growth of phosphosilicate glass coating | |
JP2018529605A (en) | Fluidized bed reactor and method for producing polycrystalline silicon granules | |
US20050255245A1 (en) | Method and apparatus for the chemical vapor deposition of materials | |
US8202621B2 (en) | Opaque low resistivity silicon carbide | |
KR102218433B1 (en) | Semiconductor manufacturing equipment with showerhead using SiC with improved etching properties | |
JP6637095B2 (en) | Low temperature deposition method of ceramic thin film | |
KR101916289B1 (en) | Method for deposition of silicon carbide | |
KR101066138B1 (en) | Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device | |
KR20130134938A (en) | Silicon carbide epi wafer and method of fabricating the same | |
KR101829800B1 (en) | Apparatus and method for deposition | |
JPS62158867A (en) | Cvd thin film forming device | |
JP2004095940A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
KR100741579B1 (en) | Wafer heating system of CVD equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
A302 | Request for accelerated examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |