Dopingkontrol i Sublimation SiC-vækst

Siliciumcarbid (SiC)spiller en vigtig rolle i fremstillingen af ​​kraftelektronik og højfrekvente enheder på grund af dets fremragende elektriske og termiske egenskaber. Kvaliteten og dopingniveauet afSiC krystallerdirekte påvirke enhedens ydeevne, så præcis kontrol af doping er en af ​​nøgleteknologierne i SiC-vækstprocessen.

1. Virkning af urenhedsdoping

Ved sublimeringsvækst af SiC er de foretrukne dopingmidler til n-type og p-type ingotvækst henholdsvis nitrogen (N) og aluminium (Al). Imidlertid har renheden og baggrundsdopingkoncentrationen af ​​SiC-barrer en betydelig indflydelse på enhedens ydeevne. Renheden af ​​SiC-råmaterialer oggrafit komponenterbestemmer arten og mængden af ​​urenhedsatomer ibarre. Disse urenheder omfatter titan (Ti), vanadium (V), krom (Cr), ferrum (Fe), kobolt (Co), nikkel (Ni) og svovl (S). Tilstedeværelsen af ​​disse metalurenheder kan forårsage, at urenhedskoncentrationen i barren er 2 til 100 gange lavere end den i kilden, hvilket påvirker enhedens elektriske egenskaber.

2. Polareffekt og dopingkoncentrationskontrol

Polære effekter i SiC-krystalvækst har en betydelig indvirkning på dopingkoncentrationen. ISiC barrerdyrket på (0001) krystalplanet, er nitrogen-dopingkoncentrationen væsentligt højere end den, der dyrkes på (0001) krystalplanet, mens aluminiumsdoping viser den modsatte tendens. Denne effekt stammer fra overfladedynamik og er uafhængig af gasfasesammensætning. Nitrogenatomet er bundet til tre lavere siliciumatomer på (0001) krystalplanet, men kan kun bindes til ét siliciumatom på (0001) krystalplanet, hvilket resulterer i en meget lavere desorptionshastighed af nitrogen på (0001) krystallen fly. (0001) krystalflade.

3. Sammenhæng mellem dopingkoncentration og C/Si-forhold

Urenhedsdoping påvirkes også af C/Si-forholdet, og denne pladsbelægningskonkurrenceeffekt observeres også i CVD-vækst af SiC. I standard sublimeringsvækst er det udfordrende uafhængigt at kontrollere C/Si-forholdet. Ændringer i væksttemperaturen vil påvirke det effektive C/Si-forhold og dermed dopingkoncentrationen. For eksempel falder nitrogendoping generelt med stigende væksttemperatur, mens aluminiumdoping stiger med stigende væksttemperatur.

4. Farve som en indikator for dopingniveau

Farven på SiC-krystaller bliver mørkere med stigende dopingkoncentration, så farve og farvedybde bliver gode indikatorer for dopingtype og -koncentration. 4H-SiC og 6H-SiC med høj renhed er farveløse og gennemsigtige, mens n-type eller p-type doping forårsager bærerabsorption i det synlige lysområde, hvilket giver krystallen en unik farve. For eksempel absorberer n-type 4H-SiC ved 460 nm (blåt lys), mens n-type 6H-SiC absorberer ved 620 nm (rødt lys).

5. Radial doping-inhomogenitet

I den centrale region af en SiC(0001)-wafer er dopingkoncentrationen typisk højere, hvilket viser sig som en mørkere farve på grund af øget urenhedsdoping under facetvækst. Under ingotens vækstproces sker der hurtig spiralvækst på 0001-facetten, men væksthastigheden langs <0001>-krystalretningen er lav, hvilket resulterer i øget urenhedsdoping i 0001-facetregionen. Derfor er dopingkoncentrationen i det centrale område af waferen 20% til 50% højere end i den perifere region, hvilket påpeger problemet med radial dopinguensartethed iSiC (0001) wafere.

Semicorex tilbyder høj kvalitetSiC substrater. Hvis du har spørgsmål eller brug for yderligere detaljer, så tøv ikke med at kontakte os.

Kontakt telefon # +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com