Kiểm soát doping trong tăng trưởng SiC thăng hoa

Cacbua silic (SiC)đóng vai trò quan trọng trong sản xuất thiết bị điện tử công suất và thiết bị tần số cao do đặc tính điện và nhiệt tuyệt vời của nó. Chất lượng và mức độ dopingTinh thể SiCảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của thiết bị, vì vậy việc kiểm soát doping chính xác là một trong những công nghệ chủ chốt trong quá trình tăng trưởng SiC.

1. Ảnh hưởng của tạp chất doping

Trong quá trình tăng trưởng thăng hoa của SiC, các chất pha tạp được ưu tiên cho sự tăng trưởng phôi loại n và loại p lần lượt là Nitơ (N) và Nhôm (Al). Tuy nhiên, độ tinh khiết và nồng độ pha tạp nền của thỏi SiC có tác động đáng kể đến hiệu suất của thiết bị. Độ tinh khiết của nguyên liệu SiC vàthành phần than chìxác định tính chất và số lượng của các nguyên tử tạp chất trongphôi. Các tạp chất này bao gồm Titan (Ti), Vanadi (V), Crom (Cr), Ferrum (Fe), Coban (Co), Niken (Ni)) và Lưu huỳnh (S). Sự có mặt của các tạp chất kim loại này có thể khiến nồng độ tạp chất trong phôi thấp hơn trong nguồn từ 2 đến 100 lần, ảnh hưởng đến đặc tính điện của thiết bị.

2. Kiểm soát hiệu ứng cực và nồng độ doping

Hiệu ứng cực trong sự phát triển tinh thể SiC có tác động đáng kể đến nồng độ pha tạp. TRONGthỏi SiCđược trồng trên mặt phẳng tinh thể (0001), nồng độ pha tạp nitơ cao hơn đáng kể so với nồng độ pha tạp trên mặt phẳng tinh thể (0001), trong khi pha tạp nhôm cho thấy xu hướng ngược lại. Hiệu ứng này bắt nguồn từ động lực học bề mặt và không phụ thuộc vào thành phần pha khí. Nguyên tử nitơ được liên kết với ba nguyên tử silicon thấp hơn trên mặt phẳng tinh thể (0001), nhưng chỉ có thể liên kết với một nguyên tử silicon trên mặt phẳng tinh thể (0001), dẫn đến tốc độ giải hấp nitơ trên tinh thể (0001) thấp hơn nhiều máy bay. (0001) mặt pha lê.

3. Mối quan hệ giữa nồng độ pha tạp và tỷ lệ C/Si

Doping tạp chất cũng bị ảnh hưởng bởi tỷ lệ C/Si và hiệu ứng cạnh tranh chiếm chỗ không gian này cũng được quan sát thấy trong sự tăng trưởng CVD của SiC. Trong quá trình tăng trưởng thăng hoa tiêu chuẩn, việc kiểm soát độc lập tỷ lệ C/Si là một thách thức. Những thay đổi về nhiệt độ tăng trưởng sẽ ảnh hưởng đến tỷ lệ C/Si hiệu quả và do đó ảnh hưởng đến nồng độ pha tạp. Ví dụ, pha tạp nitơ thường giảm khi nhiệt độ tăng trưởng tăng, trong khi pha tạp nhôm tăng khi nhiệt độ tăng trưởng tăng.

4. Màu sắc dùng để chỉ mức độ doping

Màu sắc của tinh thể SiC trở nên đậm hơn khi tăng nồng độ pha tạp, do đó màu sắc và độ sâu màu trở thành những chỉ số tốt về loại và nồng độ pha tạp. 4H-SiC và 6H-SiC có độ tinh khiết cao không màu và trong suốt, trong khi pha tạp loại n hoặc loại p gây ra sự hấp thụ chất mang trong phạm vi ánh sáng khả kiến, tạo cho tinh thể một màu độc đáo. Ví dụ, 4H-SiC loại n hấp thụ ở bước sóng 460nm (ánh sáng xanh), trong khi 6H-SiC loại n hấp thụ ở bước sóng 620nm (ánh sáng đỏ).

5. Tính không đồng nhất của pha tạp xuyên tâm

Ở vùng trung tâm của tấm bán dẫn SiC(0001), nồng độ pha tạp thường cao hơn, biểu hiện dưới dạng màu sẫm hơn, do tạp chất tăng cường pha tạp trong quá trình phát triển của bề mặt. Trong quá trình tăng trưởng của phôi, sự tăng trưởng xoắn ốc nhanh chóng xảy ra ở mặt 0001, nhưng tốc độ tăng trưởng dọc theo hướng tinh thể <0001> là thấp, dẫn đến sự pha tạp tạp chất tăng cường ở vùng mặt 0001. Do đó, nồng độ pha tạp ở vùng trung tâm của wafer cao hơn từ 20% đến 50% so với vùng ngoại vi, chỉ ra vấn đề không đồng đều của pha tạp xuyên tâm trongTấm wafer SiC (0001).

Semicorex cung cấp chất lượng caoChất nền SiC. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc hoặc cần thêm chi tiết, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi.

Số điện thoại liên hệ +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com