LAYERS 9 – SiCパワーデバイス製造の進化
シリコンカーバイド（SiC）は、高電圧・高温環境向けパワーエレクトロニクス材料として急速に採用が進んでおり、特に自動車および航空宇宙分野で重要性が高まっています。しかし、SiCパワーデバイス製造には長年知られた課題があります。それは、1600℃を超える高温アニール時に発生するカーボンの拡散流出、深刻な表面粗化、そしてMOS界面での信頼性低下です。
従来、この問題に対してはフォトレジスト由来のカーボン層による表面保護が用いられてきましたが、この方法は量産において粒子汚染やプロセスばらつきといった大きな制約を伴っていました。
Evatecが新たに開発したアモルファスカーボン（a-C）スパッタ技術は、これに対する革新的かつ高信頼な代替手法です。CLUSTERLINE® 200プラットフォームを用い、高均一性・高再現性を備えた高品質a-C成膜を実現しました。20nm〜280nm厚で評価されたスパッタ膜は、最大2000℃のアニール条件下でも優れた保護性能を発揮します。特に50nm厚の膜は、フォトレジスト由来カーボンと同等の性能を示しながら、よりクリーンで量産適性に優れたプロセスを提供しました。
AFMによる表面粗さ解析では、厚膜化したスパッタa-C層が高温下での表面劣化を大幅に抑制することが確認されました。1900℃条件下でも20nm膜が十分な保護性能を維持し、50nm膜ではさらに高い安定性を実現しています。これはトレンチ構造やスーパージャンクションデバイスなど先端構造において重要な利点となります。
さらにEvatecの研究では、a-C層がドーパント注入プロファイルにも大きな影響を与えることが示されました。50nm厚のa-C膜を注入前スクリーニング層として使用することで、キャリア濃度スパイクを効果的に抑制し、より均一なドーパント分布と下流工程でのデバイス性能向上を可能にしました。この追加効果により、プロセス最適化および次世代SiCデバイス設計への新たな可能性が広がっています。
Evatecのアモルファスカーボンスパッタ技術は、よりクリーンで高信頼かつ柔軟なSiCプロセス技術を求めるメーカーにとって、大きな前進となります。
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