Ottimizzazione di un processo di deposizione epitassiale di 3C-SiC

Progetto - Acronimo

SiC Anvil

Progetto - Stato

Progetto - Logo quadrato

Progetto - Tipo

Collaborazione con industria

Progetto - Anno inizio

2014

Progetto - Anno fine

2018

In questo progetto IMEM si è occupata dell'ottimizzazione di un processo di deposizione epitassiale di strati di 3C-SiC su silicio in collaborazione con Anvil Semiconductors Ltd (UK).

il 3C-SiC è un semiconduttore ad alta gap che trova impiego in dispositivi di potenza, e il target di Anvil Semiconductors Ltd era quello di arrivare alla commercializzazione di dispositivi di potenza a base 3C-SiC, con prestazioni superiori a quelli attuali in silicio e costi comparabili.

E' stato sviluppato un processo in grado di minimizzare i difetti di interfaccia tra SiC e silicio (voids). Il processo è stato ottimizzato sul reattore VPE del laboratorio di IMEM, individuando trend e ruolo dei parametri di crescita. In seguito, seguendo le idee e i risultati ottenuti, il processo è stato trasferito con successo su un reattore epitassiale di scale industriale.

E' stato inoltre studiato un processo utilizzando triclorosilano come reagente, per aumentare il rate di crescita del film.

Riduzione dei void superficiali
Riduzione dei void superificali all'interfaccia tra SiC e Si

 

L’efficacia dei trattamenti chimici post-crescita è stata verificata attraverso analisi di superficie con tecniche spettroscopiche e strutturali. Nel laboratorio IMEM di Trento è stato possibile verificare la pulizia della superficie a seguito di trattamenti di ossidazione e rimozione dell’ossido con acido fluoridrico.

Tecniche di spettroscopia di fotoemissione (sia da raggi X che UV) hanno permesso di stabilire il grado di pulizia e la terminazione della superficie (in questo caso silicio), mentre tecniche di diffrazione di elettroni a bassa energia (LEED) hanno evidenziato la presenza di una superficie estremamente ordinata e cristallina.

La cristallinità della superficie di SiC trattato chimicamente è rilevata da un pattern di diffrazione LEED.
La cristallinità della superficie di SiC trattato chimicamente è rilevata da un pattern di diffrazione LEED.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PER MAGGIORI INFORMAZIONI

HIGHLIGHTS

M. Bosi, C. Ferrari, D. Nilsson, P. J. Ward
"3C-SiC carbonization optimization and void reduction on misoriented Si substrates: from a research reactor to a production scale reactor"
CrystEngComm, 2016,18, 7478-7486

Progetto - Capo progetto (nome)

Matteo Bosi

Progetto - Capo progetto (email)

matteo.bosi@imem.cnr.it