Dopingkontroll i Sublimering SiC-vekst

Silisiumkarbid (SiC)spiller en viktig rolle i produksjon av kraftelektronikk og høyfrekvente enheter på grunn av sine utmerkede elektriske og termiske egenskaper. Kvaliteten og dopingnivået påSiC krystallerdirekte påvirke ytelsen til enheten, så presis kontroll av doping er en av nøkkelteknologiene i SiC-vekstprosessen.

1. Effekt av urenhetsdoping

Ved sublimeringsvekst av SiC er de foretrukne dopemidlene for n-type og p-type ingotvekst henholdsvis nitrogen (N) og aluminium (Al). Imidlertid har renheten og bakgrunnsdopingkonsentrasjonen til SiC-barrer en betydelig innvirkning på enhetens ytelse. Renheten av SiC råvarer oggrafittkomponenterbestemmer arten og mengden av urenhetsatomer iingot. Disse urenhetene inkluderer titan (Ti), vanadium (V), krom (Cr), ferrum (Fe), kobolt (Co), nikkel (Ni) og svovel (S). Tilstedeværelsen av disse metallurenhetene kan føre til at urenhetskonsentrasjonen i barren er 2 til 100 ganger lavere enn den i kilden, noe som påvirker enhetens elektriske egenskaper.

2. Polareffekt og dopingkonsentrasjonskontroll

Polare effekter i SiC-krystallvekst har en betydelig innvirkning på dopingkonsentrasjonen. ISiC barrerdyrket på (0001) krystallplanet, er nitrogendopingkonsentrasjonen betydelig høyere enn den som dyrkes på (0001) krystallplanet, mens aluminiumsdoping viser motsatt trend. Denne effekten stammer fra overflatedynamikk og er uavhengig av gassfasesammensetningen. Nitrogenatomet er bundet til tre lavere silisiumatomer på (0001) krystallplanet, men kan bare bindes til ett silisiumatom på (0001) krystallplanet, noe som resulterer i en mye lavere desorpsjonshastighet av nitrogen på (0001) krystallen flyet. (0001) krystallflate.

3. Sammenheng mellom dopingkonsentrasjon og C/Si-forhold

Urenhetsdoping påvirkes også av C/Si-forholdet, og denne konkurranseeffekten for plassbelegg er også observert i CVD-vekst av SiC. I standard sublimeringsvekst er det utfordrende å kontrollere C/Si-forholdet uavhengig. Endringer i veksttemperatur vil påvirke det effektive C/Si-forholdet og dermed dopingkonsentrasjonen. For eksempel avtar nitrogendoping generelt med økende veksttemperatur, mens aluminiumdoping øker med økende veksttemperatur.

4. Farge som indikator på dopingnivå

Fargen på SiC-krystaller blir mørkere med økende dopingkonsentrasjon, så farge og fargedybde blir gode indikatorer på dopingtype og konsentrasjon. 4H-SiC og 6H-SiC med høy renhet er fargeløse og transparente, mens n-type eller p-type doping forårsaker bærerabsorpsjon i det synlige lysområdet, og gir krystallen en unik farge. For eksempel absorberer n-type 4H-SiC ved 460 nm (blått lys), mens n-type 6H-SiC absorberer ved 620 nm (rødt lys).

5. Radiell dopinginhomogenitet

I den sentrale regionen av en SiC(0001) wafer er dopingkonsentrasjonen typisk høyere, og manifesterer seg som en mørkere farge, på grunn av økt urenhetsdoping under fasettvekst. Under vekstprosessen til barren skjer det rask spiralvekst på 0001-fasetten, men veksthastigheten langs <0001>-krystallretningen er lav, noe som resulterer i økt urenhetsdoping i 0001-fasettregionen. Derfor er dopingkonsentrasjonen i det sentrale området av waferen 20 % til 50 % høyere enn den i den perifere regionen, noe som påpeker problemet med radiell dopingujevnhet iSiC (0001) skiver.

Semicorex tilbyr høy kvalitetSiC-substrater. Hvis du har spørsmål eller trenger ytterligere detaljer, ikke nøl med å ta kontakt med oss.

Kontakt telefonnummer +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com