如何降低SiC/SiO₂界面缺陷

目前，许多企业在SiC MOSFET的批量化制造生产方面遇到了难题，其中如何降低SiC/SiO₂界面缺陷是最令人头疼的问题。

通常，为了形成SiO₂氧化膜，制造SiC MOSFET时通常会用到热氧化工艺，而过高的温度会导致“残留碳”，从而会引发SiC/SiO₂界面缺陷（比Si/SiO₂多100倍），继而导致沟道迁移率降低，甚至影响器件长期可靠性。 

因此，业界正在探索各种技术来形成高质量SiO₂氧化膜，目的是不产生或减少残留碳。

近日，韩国企业EQ TechPlus宣布，他们开发了一种下一代氧化膜沉积设备，用于大规模生产SiC功率半导体，与采用传统高温热氧化设备相比，该设备可以将SiC界面碳含量降低约50%。

据EQ TechPlus介绍，他们的设备的优点是可以在较低低温下沉积氧化膜（500-750℃），而现有的其他设备通常需要1200-1300℃的高温。

为此，该设备一方面可以减少用电量，另一方面还可以将残留碳以一氧化碳和二氧化碳等气体的形式排出，最大限度地减少由碳引起的界面缺陷。

据“行家说三代半”了解，EQ TechPlus采取了一种独特的方法来解决碳化硅SiO₂氧化膜沉积难题。

EQ TechPlus设备示意图

EQ TechPlus采用的是一种混合模块技术，结合了现有等离子体和热处理设备的优点。他们的非等离子体热处理不产生离子，因此不会出现离子降解或对氧化膜的损害，可以更好地形成均匀而稳定的氧化膜，还可以很容易地加装到现有的单室设备上进行氧化处理。

除了碳化硅外，该公司的自由基氧化和原子层沉积（ALD）技术可以应用于硅基D-RAM、NAND闪存和系统半导体，以及氮化镓基功率半导体等化合物半导体工艺。

EQ TechPlus自由基氧化工艺的核心装置概念

该公司首席执行官Kim Yong-won说，"我们最近在与韩国功率半导体公司进行了MOSCAP（金属氧化物半导体结构电容器）检测测量和效果评估，结果显示，我们的设备减少了界面缺陷，并改善薄膜性能。

除了MOSCAP测试外，他们还与其他功率半导体公司进行了MOSFET的性能验证，这项评估预计将在明年上半年结束。

据介绍，该公司将于今年9月份获得SEMI（半导体设备和材料协会）质量认证，并开始批量生产该设备。该公司计划将其位于京畿道的安城工厂的规模扩大一倍以上，以全面生产下一代氧化物薄膜沉积设备。

Kim Yong-won透露，"去年，我们的300毫米晶圆和硅半导体的氧化膜沉积业务业务获得了56.4亿韩元（约3100万人民币）的销售额，随着新设备的供应，我们今年目标将实现100亿韩元（约5600万人民币），预计2028年年销售额达到3000亿韩元（16.66亿人民币）。"

审核编辑：刘清