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Effect of Mesa Sidewall Angle on 4H-Silicon Carbide Trench Filling Epitaxy Using Trichlorosilane and Hydrogen Chloride
Advanced Materials Interfaces ( IF 4.3 ) Pub Date : 2024-09-06 , DOI: 10.1002/admi.202400466 Kelly Turner 1 , Gerard Colston 1 , Katarzyna Stokeley 2 , Andrew Newton 2 , Arne Renz 1 , Marina Antoniou 1 , Peter Gammon 1 , Philip Mawby 1 , Vishal Shah 1
Advanced Materials Interfaces ( IF 4.3 ) Pub Date : 2024-09-06 , DOI: 10.1002/admi.202400466 Kelly Turner 1 , Gerard Colston 1 , Katarzyna Stokeley 2 , Andrew Newton 2 , Arne Renz 1 , Marina Antoniou 1 , Peter Gammon 1 , Philip Mawby 1 , Vishal Shah 1
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In this report, the advanced manufacturing advantages of using supersaturated chlorinated chemistry are demonstrated at 1550 °C in 4H-silicon carbide (4H-SiC) epitaxy on trenches with different geometric profiles. Sloped mesa sidewalls (8°) show improved filling behavior compared with vertical sidewalls (2°) and lower the optimum chlorine/silicon ratio (Si:Cl) required to complete filling. Both the optimum Cl:Si ratio (10) and sidewall angle are lower for wider trench openings, allowing complete fill of 3 µm wide trenches (8 µm pitch, 5 µm depth) at a filling rate of 19 µm h−1. Excessive hydrogen chloride (HCl) diminishes filling by reducing sidewall growth and can also produce an end surface with very rough topography. This work demonstrates the importance of trench geometry on both the filling behavior and process optimization in chlorinated trench filling epitaxy for the manufacture of 4H-SiC superjunction power electronics.
中文翻译：
台面侧壁角度对三氯氢硅和氯化氢 4H-碳化硅沟槽填充外延的影响
在本报告中，在 1550 °C 下，在具有不同几何轮廓的沟槽上的 4H-碳化硅 （4H-SiC） 外延中使用过饱和氯化化学的先进制造优势。与垂直侧壁 （2°） 相比，倾斜的台面侧壁 （8°） 显示出更好的填充行为，并降低了完成填充所需的最佳氯/硅比 （Si：Cl）。对于较宽的沟槽开口，最佳 Cl：Si 比率 （10） 和侧壁角度都较低，允许以 19 μm h-1 的填充速率完全填充 3 μm 宽的沟槽（8 μm 间距，5 μm 深）。过量的氯化氢 （HCl） 通过减少侧壁生长来减少填充，并且还会产生具有非常粗糙地形的端面。这项工作证明了沟槽几何形状对氯化沟槽填充外延的填充行为和工艺优化的重要性，用于制造 4H-SiC 超结电力电子设备。
更新日期：2024-09-06
中文翻译：
台面侧壁角度对三氯氢硅和氯化氢 4H-碳化硅沟槽填充外延的影响
在本报告中，在 1550 °C 下，在具有不同几何轮廓的沟槽上的 4H-碳化硅 （4H-SiC） 外延中使用过饱和氯化化学的先进制造优势。与垂直侧壁 （2°） 相比，倾斜的台面侧壁 （8°） 显示出更好的填充行为，并降低了完成填充所需的最佳氯/硅比 （Si：Cl）。对于较宽的沟槽开口，最佳 Cl：Si 比率 （10） 和侧壁角度都较低，允许以 19 μm h-1 的填充速率完全填充 3 μm 宽的沟槽（8 μm 间距，5 μm 深）。过量的氯化氢 （HCl） 通过减少侧壁生长来减少填充，并且还会产生具有非常粗糙地形的端面。这项工作证明了沟槽几何形状对氯化沟槽填充外延的填充行为和工艺优化的重要性，用于制造 4H-SiC 超结电力电子设备。
京公网安备 11010802027423号