کنترل دوپینگ در رشد SiC تصعید

کاربید سیلیکون (SiC)به دلیل خواص الکتریکی و حرارتی عالی، نقش مهمی در ساخت وسایل الکترونیکی قدرت و دستگاه های فرکانس بالا ایفا می کند. کیفیت و سطح دوپینگکریستال های SiCبه طور مستقیم بر عملکرد دستگاه تأثیر می گذارد، بنابراین کنترل دقیق دوپینگ یکی از فناوری های کلیدی در فرآیند رشد SiC است.

1. اثر دوپینگ ناخالصی

در رشد تصعید SiC، آلاینده های ترجیحی برای رشد شمش نوع n و نوع p به ترتیب نیتروژن (N) و آلومینیوم (Al) هستند. با این حال، خلوص و غلظت دوپینگ پس زمینه شمش SiC تأثیر قابل توجهی بر عملکرد دستگاه دارد. خلوص مواد خام SiC واجزای گرافیتماهیت و کمیت اتم های ناخالصی را تعیین می کندشمش. این ناخالصی ها عبارتند از تیتانیوم (Ti)، وانادیوم (V)، کروم (کروم)، فروم (Fe)، کبالت (Co)، نیکل (Ni) و گوگرد (S). وجود این ناخالصی های فلزی ممکن است باعث شود که غلظت ناخالصی در شمش 2 تا 100 برابر کمتر از منبع باشد و بر خصوصیات الکتریکی دستگاه تأثیر بگذارد.

2. اثر قطبی و کنترل غلظت دوپینگ

اثرات قطبی در رشد کریستال SiC تأثیر قابل توجهی بر غلظت دوپینگ دارد. که درشمش SiCدر صفحه کریستالی (0001)، غلظت دوپینگ نیتروژن به طور قابل توجهی بالاتر از سطح کریستالی (0001) است، در حالی که دوپینگ آلومینیوم روند مخالف را نشان می دهد. این اثر از دینامیک سطح سرچشمه می گیرد و مستقل از ترکیب فاز گاز است. اتم نیتروژن به سه اتم سیلیکون پایین تر در صفحه کریستالی (0001) متصل است، اما فقط می تواند به یک اتم سیلیکون در صفحه کریستالی (0001) پیوند داده شود، که منجر به سرعت دفع بسیار کمتر نیتروژن در کریستال (0001) می شود. سطح. (0001) صورت کریستالی.

3. ارتباط بین غلظت دوپینگ و نسبت C/Si

دوپینگ ناخالصی نیز تحت‌تاثیر نسبت C/Si قرار می‌گیرد و این اثر رقابتی اشغال فضا نیز در رشد CVD SiC مشاهده می‌شود. در رشد تصعید استاندارد، کنترل مستقل نسبت C/Si چالش برانگیز است. تغییرات دمای رشد بر نسبت موثر C/Si و در نتیجه غلظت دوپینگ تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، دوپینگ نیتروژن به طور کلی با افزایش دمای رشد کاهش می یابد، در حالی که دوپینگ آلومینیوم با افزایش دمای رشد افزایش می یابد.

4. رنگ به عنوان شاخص سطح دوپینگ

رنگ کریستال های SiC با افزایش غلظت دوپینگ تیره تر می شود، بنابراین رنگ و عمق رنگ به شاخص های خوبی برای نوع و غلظت دوپینگ تبدیل می شوند. 4H-SiC و 6H-SiC با خلوص بالا بی رنگ و شفاف هستند، در حالی که دوپینگ نوع n یا نوع p باعث جذب حامل در محدوده نور مرئی می شود و به کریستال رنگ منحصر به فردی می بخشد. به عنوان مثال، نوع n 4H-SiC در 460 نانومتر (نور آبی) جذب می شود، در حالی که نوع n 6H-SiC در 620 نانومتر (نور قرمز) جذب می شود.

5. ناهمگنی دوپینگ شعاعی

در ناحیه مرکزی ویفر SiC(0001)، غلظت دوپینگ معمولاً بالاتر است و به دلیل افزایش دوپینگ ناخالصی در طول رشد فاست، به صورت رنگ تیره‌تر ظاهر می‌شود. در طول فرآیند رشد شمش، رشد مارپیچی سریع در وجه 0001 رخ می دهد، اما نرخ رشد در امتداد جهت کریستالی <0001> کم است، که منجر به افزایش دوپینگ ناخالصی در ناحیه 0001 وجهی می شود. بنابراین، غلظت دوپینگ در ناحیه مرکزی ویفر 20 تا 50 درصد بیشتر از ناحیه محیطی است که به مشکل عدم یکنواختی دوپینگ شعاعی در ویفر اشاره می کند.ویفر SiC (0001)..

Semicorex کیفیت بالایی را ارائه می دهدبسترهای SiC. اگر سؤالی دارید یا نیاز به جزئیات بیشتری دارید، لطفاً در تماس با ما دریغ نکنید.

تلفن تماس 86-13567891907

ایمیل: sales@semicorex.com