4H-SiC缺陷概述

4H-SiC概述（生長、特性、應用）、Bulk及外延層缺陷、光致發光/拉曼光譜法/DLTS/μ-PCD/KOH熔融/光學顯微鏡，TEM，SEM/散射光等表征方法。

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■ 介紹

? 一些器件正在突破Si的界限，SiC和GaN提供了改進的希望。

■ 介紹

? 生長方法：

PVT - 塊體（厚、高摻雜）

CVD - 外延（薄膜，中低摻雜）

■ Bulk缺陷

? 微管

微管缺陷確實位于SiC晶錠表面一個大螺旋的中心，針孔的直徑從0.5微米到幾微米不等

? TSD

? TED-BPD

■ 升華生長的多型控制

? 晶錠生長過程中的多型體混合——轉換、聚結、成核——在TSD周圍發生螺旋生長，以彌補多型體的不匹配

■ 晶錠生長過程中的 BPD 生成

? 由于晶格參數的變化，摻雜物的變化會影響BPD的產生

? 減少應力可以減少BPD的產生

? 大多數TED是由生長過程中沿生長方向的BPD轉化而形成的

■ TSD的產生和消除

? EPD = TSD+TED+BPD

■ 減少缺陷（Bulk）

■ 外延缺陷

■ 外延缺陷

? 化學氣相沉積工藝

富Si——胡蘿卜缺陷

富C——三角缺陷

■ 位錯與外延缺陷

? EPD隨體量增長而減少

? EPD 值通常通過在晶錠內部或邊緣上蝕刻晶片來檢測。

? 這種方法對所有的晶錠產生了一個參考值，但實際上，它只是對所有晶片的一個近似值

■ 外延缺陷：臺階聚集和粗糙度

? 外延工藝參數

? 對設備性能沒有相關影響

? 關鍵生長參數：溫度、生長速率、Si/C

■ 堆垛層錯

■ 外延缺陷對器件的影響

■ 微型光致發光和微型拉曼設置

? 晶體缺陷（PL 和拉曼）

? 摻雜（PL 和拉曼）

? 應力（拉曼）

? 多型夾雜物（PL 和拉曼）

■ 堆垛層錯/摻雜/應力

■ 多型夾雜物分析 (HeNe)

■ 點缺陷

■ μ-PCD 和 DLTS 方法

■ 離子注入致缺陷

? 離子注入過程對晶格產生損傷

? 通過在高溫 (T > 1600 °C) 下進行退火，晶體被部分回收

? 然而，缺陷的聚集仍然存在并通過 PL 表征觀察到

? 正在對離子劑量和退火溫度進行優化

■ 坎德拉工具（散射光）

■ 總結

? 持續的質量改進

? 表征技術的廣泛選擇

? 來自不同供應商的不同質量

? 非破壞性 VS 破壞性表征方法（位錯密度）

審核編輯：劉清