4H-SiC缺陷概述

4H-SiC概述（生长、特性、应用）、Bulk及外延层缺陷、光致发光/拉曼光谱法/DLTS/μ-PCD/KOH熔融/光学显微镜，TEM，SEM/散射光等表征方法。

报告详细内容

■ 介绍

• 一些器件正在突破Si的界限，SiC和GaN提供了改进的希望。

■ 介绍

• 生长方法：

PVT - 块体（厚、高掺杂）

CVD - 外延（薄膜，中低掺杂）

■ Bulk缺陷

• 微管

微管缺陷确实位于SiC晶锭表面一个大螺旋的中心，针孔的直径从0.5微米到几微米不等

• TSD

• TED-BPD

■ 升华生长的多型控制

• 晶锭生长过程中的多型体混合——转换、聚结、成核——在TSD周围发生螺旋生长，以弥补多型体的不匹配

■ 晶锭生长过程中的 BPD 生成

• 由于晶格参数的变化，掺杂物的变化会影响BPD的产生

• 减少应力可以减少BPD的产生

• 大多数TED是由生长过程中沿生长方向的BPD转化而形成的

■ TSD的产生和消除

• EPD = TSD+TED+BPD

■ 减少缺陷（Bulk）

■ 外延缺陷

■ 外延缺陷

• 化学气相沉积工艺

富Si——胡萝卜缺陷

富C——三角缺陷

■ 位错与外延缺陷

• EPD随体量增长而减少

• EPD 值通常通过在晶锭内部或边缘上蚀刻晶片来检测。

• 这种方法对所有的晶锭产生了一个参考值，但实际上，它只是对所有晶片的一个近似值

■ 外延缺陷：台阶聚集和粗糙度

• 外延工艺参数

• 对设备性能没有相关影响

• 关键生长参数：温度、生长速率、Si/C

■ 堆垛层错

■ 外延缺陷对器件的影响

■ 微型光致发光和微型拉曼设置

• 晶体缺陷（PL 和拉曼）

• 掺杂（PL 和拉曼）

• 应力（拉曼）

• 多型夹杂物（PL 和拉曼）

■ 堆垛层错/掺杂/应力

■ 多型夹杂物分析 (HeNe)

■ 点缺陷

■ μ-PCD 和 DLTS 方法

■ 离子注入致缺陷

• 离子注入过程对晶格产生损伤

• 通过在高温 (T > 1600 °C) 下进行退火，晶体被部分回收

• 然而，缺陷的聚集仍然存在并通过 PL 表征观察到

• 正在对离子剂量和退火温度进行优化

■ 坎德拉工具（散射光）

■ 总结

• 持续的质量改进

• 表征技术的广泛选择

• 来自不同供应商的不同质量

• 非破坏性 VS 破坏性表征方法（位错密度）

审核编辑：刘清