Dopingkontroll vid sublimering av SiC-tillväxt

Kiselkarbid (SiC)spelar en viktig roll vid tillverkning av kraftelektronik och högfrekventa enheter på grund av dess utmärkta elektriska och termiska egenskaper. Kvaliteten och dopningsnivån påSiC-kristallerdirekt påverka enhetens prestanda, så exakt kontroll av dopning är en av nyckelteknologierna i SiC-tillväxtprocessen.

1. Effekt av orenhetsdopning

Vid sublimeringstillväxt av SiC är de föredragna dopmedlen för göttillväxt av n-typ och p-typ kväve (N) respektive aluminium (Al). Men renheten och bakgrundsdopningskoncentrationen av SiC-göt har en betydande inverkan på enhetens prestanda. Renheten hos SiC-råvaror ochgrafitkomponenterbestämmer arten och mängden av föroreningsatomer igöt. Dessa föroreningar inkluderar titan (Ti), vanadin (V), krom (Cr), ferrum (Fe), kobolt (Co), nickel (Ni) och svavel (S). Närvaron av dessa metallföroreningar kan göra att föroreningskoncentrationen i götet är 2 till 100 gånger lägre än den i källan, vilket påverkar anordningens elektriska egenskaper.

2. Polareffekt och dopingkoncentrationskontroll

Polära effekter i SiC-kristalltillväxt har en betydande inverkan på dopningskoncentrationen. ISiC-götodlas på (0001) kristallplanet är kvävedopningskoncentrationen betydligt högre än den som odlas på (0001) kristallplanet, medan aluminiumdopning visar motsatt trend. Denna effekt härrör från ytdynamik och är oberoende av gasfassammansättningen. Kväveatomen är bunden till tre lägre kiselatomer på (0001) kristallplanet, men kan bara bindas till en kiselatom på (0001) kristallplanet, vilket resulterar i en mycket lägre desorptionshastighet av kväve på (0001) kristallen plan. (0001) kristallyta.

3. Samband mellan dopningskoncentration och C/Si-förhållande

Orenhetsdopning påverkas också av C/Si-förhållandet, och denna konkurrenseffekt för utrymmesbeläggning observeras också vid CVD-tillväxt av SiC. I standardsublimeringstillväxt är det utmanande att självständigt kontrollera C/Si-förhållandet. Förändringar i tillväxttemperatur kommer att påverka det effektiva C/Si-förhållandet och därmed dopningskoncentrationen. Till exempel minskar kvävedopningen generellt med ökande tillväxttemperatur, medan aluminiumdopningen ökar med ökande tillväxttemperatur.

4. Färg som indikator på dopingnivå

Färgen på SiC-kristaller blir mörkare med ökande dopningskoncentration, så färg och färgdjup blir bra indikatorer på dopningstyp och koncentration. Högren 4H-SiC och 6H-SiC är färglösa och transparenta, medan doping av n-typ eller p-typ orsakar bärarabsorption i det synliga ljusområdet, vilket ger kristallen en unik färg. Till exempel absorberar n-typ 4H-SiC vid 460 nm (blått ljus), medan n-typ 6H-SiC absorberar vid 620 nm (rött ljus).

5. Radiell dopningsinhomogenitet

I den centrala regionen av en SiC(0001)-skiva är dopningskoncentrationen vanligtvis högre, vilket visar sig som en mörkare färg, på grund av ökad föroreningsdopning under facetttillväxt. Under götets tillväxtprocess sker snabb spiraltillväxt på 0001-facetten, men tillväxthastigheten längs <0001>-kristallriktningen är låg, vilket resulterar i ökad föroreningsdopning i 0001-fasettregionen. Därför är dopningskoncentrationen i den centrala delen av skivan 20 % till 50 % högre än den i den perifera regionen, vilket påpekar problemet med radiell dopningsojämnhet iSiC (0001) wafers.

Semicorex erbjuder hög kvalitetSiC-substrat. Om du har några frågor eller behöver ytterligare information, tveka inte att kontakta oss.

Kontakta telefonnummer +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com