[논문]PVT 방법에 의한 링 모양의 SiC 단결정 성장

김우연; 제태완; 나준혁; 최수민; 이하린; 장희연; 박미선; 장연숙; 정은진; 강진기; 이원재

doi:10.6111/jkcgct.2022.32.1.001

PVT 방법에 의한 링 모양의 SiC 단결정 성장
Growth of ring-shaped SiC single crystal via physical vapor transport method 원문보기

한국결정성장학회지 = Journal of the Korean crystal growth and crystal technology, v.32 no.1, 2022년, pp.1 - 6

김우연 (동의대학교 신소재공학과) , 제태완 (동의대학교 신소재공학과) , 나준혁 (동의대학교 신소재공학과) , 최수민 (동의대학교 신소재공학과) , 이하린 (동의대학교 신소재공학과) , 장희연 (동의대학교 신소재공학과) , 박미선 (동의대학교 신소재공학과) , 장연숙 (동의대학교 신소재공학과) , 정은진 ((주)KXT) , 강진기 ((주)AXEL) , 이원재 (동의대학교 신소재공학과)

초록
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본 연구에서는 PVT(Physical Vapor Transport) 방법을 이용하여 반도체 식각 공정용 소재로 사용되는 링 모양의 SiC(Silicon carbide) 단결정을 제조하였다. 흑연 도가니 내부에 원기둥 형태의 흑연 구조물을 배치하여 PVT법에 의한 링 모양의 SiC 단결정을 성장시켰다. 단결정 기판을 시드로 사용하여 성장한 경우 크랙이 없는 우수한 특성의 포커스링을 얻을 수 있었다. 단결정 포커스링과 CVD 포커스링의 에칭 특성을 살펴본 결과 단결정 포커스링의 에칭속도가 줄어들었고, 단결정 포커스링이 우수한 내플라즈마성을 보여준다고 할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this research, a ring-shaped silicon carbide (SiC) single crystal manufactured using the PVT (Physical Vapor Transport) method was proposed to be applied to a SiC focus ring in semiconductor etching equipment. A cylindrical graphite structure was placed inside the graphite crucible to grow a ring-shaped SiC single crystal by the PVT method. SiC single crystal ring without crack was successfully obtained in case of using SiC single crystal wafer as a seed. A plasma etching process was performed to compare plasma resistance between the CVD-SiC focus ring and the PVT-SiC focus ring. The etch rate of ring materials in PVT-single crystal SiC focus ring was definitely lower than that of CVD-SiC focus ring, indicating better plasma resistance of PVT-SiC focus ring.

주제어

표/그림 (9)

그림 Fig. 1. Schematic diagram of graphite crucible; (a) Conventional SiC single crystal grown by PVT method, (b) Ring-shaped SiC single crystal grown by PVT method; 1-seed, 2-graphite crucible, 3-SiC powder, 4-cylinder graphite.
그림 Fig. 2. Modified crucible structure; (a) method 1, (b) method 2, (c) method 3.
그림 Fig. 3. Photograph of SiC seed for PVT method; (a) method 1, (b) method 2, (c) method 3.
그림 Fig. 4. Grown Ring-shaped SiC ingot; (a) method 1, (b) method 2, (c) method 3.
그림 Fig. 5. Grown Ring-shaped SiC wafer; (a) method 1, (b) method 2, (c) method 3 (red dashed circles: crack).
그림 Fig. 6. UVF image of ring-shaped SiC wafer; (a) method 1, (b) method 3.
그림 Fig. 7. Absorption of ring-shaped SiC wafer: (a) method 1, (b) method 3.
그림 Fig. 8. Rocking curve (FWHM) of ring-shaped SiC wafer; (a) method 1, (b) method 2, (c) method 3.
표 Table 1 Plasma resistance in CVD-SiC focus ring and PVT-SiC focus ring

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