Controlul dopajului în creșterea SiC prin sublimare

Carbură de siliciu (SiC)joacă un rol important în fabricarea electronicelor de putere și a dispozitivelor de înaltă frecvență datorită proprietăților sale electrice și termice excelente. Calitatea și nivelul de dopaj alCristale de SiCafectează direct performanța dispozitivului, astfel încât controlul precis al dopajului este una dintre tehnologiile cheie în procesul de creștere a SiC.

1. Efectul dopajului cu impurități

În creșterea prin sublimare a SiC, dopanții preferați pentru creșterea lingoului de tip n și de tip p sunt azotul (N) și, respectiv, aluminiul (Al). Cu toate acestea, puritatea și concentrația de dopaj de fond a lingourilor de SiC au un impact semnificativ asupra performanței dispozitivului. Puritatea materiilor prime SiC șicomponente din grafitdetermină natura și cantitatea atomilor de impurități dinlingou. Aceste impurități includ titan (Ti), vanadiu (V), crom (Cr), fer (Fe), cobalt (Co), nichel (Ni) și sulf (S). Prezența acestor impurități metalice poate face ca concentrația de impurități din lingou să fie de 2 până la 100 de ori mai mică decât cea din sursă, afectând caracteristicile electrice ale dispozitivului.

2. Efectul polar și controlul concentrației de dopaj

Efectele polare în creșterea cristalelor de SiC au un impact semnificativ asupra concentrației de dopaj. ÎnLingouri de SiCcultivat pe planul de cristal (0001), concentrația de dopaj cu azot este semnificativ mai mare decât cea crescută pe planul de cristal (0001), în timp ce dopajul cu aluminiu arată tendința opusă. Acest efect provine din dinamica suprafeței și este independent de compoziția fazei gazoase. Atomul de azot este legat de trei atomi inferiori de siliciu pe planul de cristal (0001), dar poate fi legat doar de un atom de siliciu din planul de cristal (0001), rezultând o rată de desorbție mult mai mică a azotului pe cristalul (0001). avion. (0001) fata de cristal.

3. Relația dintre concentrația de doping și raportul C/Si

Dopajul cu impurități este, de asemenea, afectat de raportul C/Si, iar acest efect competitiv de ocupare a spațiului este observat și în creșterea CVD a SiC. În creșterea standard prin sublimare, este o provocare să controlezi independent raportul C/Si. Modificările temperaturii de creștere vor afecta raportul efectiv C/Si și, prin urmare, concentrația de dopaj. De exemplu, dopajul cu azot scade în general odată cu creșterea temperaturii de creștere, în timp ce dopajul cu aluminiu crește odată cu creșterea temperaturii de creștere.

4. Culoarea ca indicator al nivelului de dopaj

Culoarea cristalelor de SiC devine mai închisă odată cu creșterea concentrației de dopaj, astfel încât culoarea și adâncimea culorii devin indicatori buni ai tipului și concentrației de dopaj. 4H-SiC și 6H-SiC de înaltă puritate sunt incolore și transparente, în timp ce dopajul de tip n sau p determină absorbția purtătorului în domeniul luminii vizibile, dând cristalului o culoare unică. De exemplu, 4H-SiC de tip n absoarbe la 460 nm (lumină albastră), în timp ce 6H-SiC de tip n absoarbe la 620 nm (lumină roșie).

5. Neomogenitatea dopajului radial

În regiunea centrală a unei plachete SiC(0001), concentrația de dopaj este de obicei mai mare, manifestându-se ca o culoare mai închisă, datorită dopării sporite a impurităților în timpul creșterii fațetelor. În timpul procesului de creștere a lingoului, creșterea rapidă în spirală are loc pe fațeta 0001, dar rata de creștere de-a lungul direcției cristalului <0001> este scăzută, rezultând dopajul sporit al impurităților în regiunea fațetei 0001. Prin urmare, concentrația de dopaj în regiunea centrală a plachetei este cu 20% până la 50% mai mare decât cea din regiunea periferică, subliniind problema neuniformității dopajului radial înSiC (0001) napolitane.

Semicorex oferă calitate înaltăsubstraturi SiC. Dacă aveți întrebări sau aveți nevoie de detalii suplimentare, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați.

Numărul de telefon de contact +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com