Допинг-контроль при сублимационном выращивании SiC

Карбид кремния (SiC)играет важную роль в производстве силовой электроники и высокочастотных устройств благодаря своим превосходным электрическим и термическим свойствам. Качество и уровень допингаКристаллы SiCнапрямую влияют на производительность устройства, поэтому точный контроль легирования является одной из ключевых технологий в процессе выращивания SiC.

1. Влияние примесного легирования

При сублимационном выращивании SiC предпочтительными легирующими добавками для роста слитков n-типа и p-типа являются азот (N) и алюминий (Al) соответственно. Однако чистота и фоновая концентрация легирования слитков SiC оказывают существенное влияние на производительность устройства. Чистота сырья SiC играфитовые компонентыопределяет природу и количество атомов примеси вслиток. Эти примеси включают титан (Ti), ванадий (V), хром (Cr), железо (Fe), кобальт (Co), никель (Ni)) и серу (S). Присутствие этих металлических примесей может привести к тому, что концентрация примесей в слитке будет в 2–100 раз ниже, чем в источнике, что повлияет на электрические характеристики устройства.

2. Полярный эффект и контроль концентрации допинга.

Полярные эффекты при выращивании кристаллов SiC оказывают существенное влияние на концентрацию легирования. ВСлитки SiCВыращенные на кристаллической плоскости (0001) концентрация легирования азотом значительно выше, чем у выращенных на кристаллической плоскости (0001), тогда как легирование алюминием демонстрирует противоположную тенденцию. Этот эффект обусловлен динамикой поверхности и не зависит от состава газовой фазы. Атом азота связан с тремя нижними атомами кремния в кристаллической плоскости (0001), но может быть связан только с одним атомом кремния в кристаллической плоскости (0001), что приводит к гораздо более низкой скорости десорбции азота на кристалле (0001). самолет. (0001) грань кристалла.

3. Связь между концентрацией легирования и соотношением C/Si.

На легирование примесями также влияет соотношение C/Si, и этот эффект конкуренции за занятие пространства также наблюдается при CVD-росте SiC. При стандартном сублимационном выращивании сложно независимо контролировать соотношение C/Si. Изменения температуры роста будут влиять на эффективное соотношение C/Si и, следовательно, на концентрацию легирования. Например, легирование азотом обычно уменьшается с увеличением температуры роста, тогда как легирование алюминием увеличивается с увеличением температуры роста.

4. Цвет как индикатор уровня допинга

Цвет кристаллов SiC становится темнее с увеличением концентрации легирования, поэтому цвет и глубина цвета становятся хорошими индикаторами типа и концентрации легирования. Высокочистые 4H-SiC и 6H-SiC бесцветны и прозрачны, а легирование n- или p-типа вызывает поглощение носителей заряда в видимом диапазоне света, придавая кристаллу уникальный цвет. Например, 4H-SiC n-типа поглощает длину волны 460 нм (синий свет), а 6H-SiC n-типа поглощает длину волны 620 нм (красный свет).

5. Радиальная легирующая неоднородность.

В центральной области пластины SiC(0001) концентрация легирования обычно выше, что проявляется в более темном цвете из-за усиленного легирования примесями во время роста граней. В процессе роста слитка на грани 0001 происходит быстрый спиральный рост, но скорость роста вдоль направления кристалла <0001> низкая, что приводит к усиленному легированию примесями в области грани 0001. Таким образом, концентрация легирования в центральной области пластины на 20–50% выше, чем в периферийной области, что указывает на проблему радиальной неоднородности легирования в пластине.Пластины SiC (0001).

Semicorex предлагает высококачественныеПодложки SiC. Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна дополнительная информация, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.

Контактный телефон +86-13567891907.

Электронная почта: sales@semicorex.com