Dopingcontrole bij sublimatie SiC-groei

Siliciumcarbide (SiC)speelt een belangrijke rol bij de productie van vermogenselektronica en hoogfrequente apparaten vanwege de uitstekende elektrische en thermische eigenschappen. De kwaliteit en het dopingniveau vanSiC-kristallenheeft een directe invloed op de prestaties van het apparaat, dus nauwkeurige controle van doping is een van de sleuteltechnologieën in het SiC-groeiproces.

1. Effect van doping door onzuiverheden

Bij de sublimatiegroei van SiC zijn de voorkeursdoteringsmiddelen voor de groei van n-type en p-type blokken respectievelijk stikstof (N) en aluminium (Al). De zuiverheid en achtergronddoteringsconcentratie van SiC-ingots hebben echter een aanzienlijke invloed op de prestaties van het apparaat. De zuiverheid van SiC-grondstoffen engrafiet componentenbepaalt de aard en hoeveelheid van onzuiverheidsatomen in debaar. Deze onzuiverheden omvatten titanium (Ti), vanadium (V), chroom (Cr), ferrum (Fe), kobalt (Co), nikkel (Ni) en zwavel (S). De aanwezigheid van deze metaalverontreinigingen kan ervoor zorgen dat de concentratie van de onzuiverheden in de staaf 2 tot 100 keer lager is dan die in de bron, waardoor de elektrische eigenschappen van het apparaat worden beïnvloed.

2. Polair effect en controle van de dopingconcentratie

Polaire effecten bij de groei van SiC-kristallen hebben een aanzienlijke invloed op de dopingconcentratie. InSiC-blokkengekweekt op het (0001) kristalvlak, is de stikstofdoteringsconcentratie aanzienlijk hoger dan die gekweekt op het (0001) kristalvlak, terwijl aluminiumdotering de tegenovergestelde trend vertoont. Dit effect komt voort uit de oppervlaktedynamica en is onafhankelijk van de gasfasesamenstelling. Het stikstofatoom is gebonden aan drie lagere siliciumatomen op het (0001) kristalvlak, maar kan slechts aan één siliciumatoom op het (0001) kristalvlak gebonden zijn, wat resulteert in een veel lagere desorptiesnelheid van stikstof op het (0001) kristal. vliegtuig. (0001) kristallen gezicht.

3. Relatie tussen dopingconcentratie en C/Si-verhouding

Doping door onzuiverheden wordt ook beïnvloed door de C/Si-verhouding, en dit concurrentie-effect op ruimtebezetting wordt ook waargenomen bij de CVD-groei van SiC. Bij standaard sublimatiegroei is het een uitdaging om de C/Si-verhouding onafhankelijk te regelen. Veranderingen in de groeitemperatuur zullen de effectieve C/Si-verhouding en daarmee de doteringsconcentratie beïnvloeden. De stikstofdotering neemt bijvoorbeeld in het algemeen af ​​bij toenemende groeitemperatuur, terwijl de aluminiumdotering toeneemt bij toenemende groeitemperatuur.

4. Kleur als indicator voor het dopingniveau

De kleur van SiC-kristallen wordt donkerder naarmate de dopingconcentratie toeneemt, dus kleur en kleurdiepte worden goede indicatoren voor het dopingtype en de concentratie. Zeer zuiver 4H-SiC en 6H-SiC zijn kleurloos en transparant, terwijl dotering van het n-type of p-type dragerabsorptie in het zichtbare lichtbereik veroorzaakt, waardoor het kristal een unieke kleur krijgt. n-type 4H-SiC absorbeert bijvoorbeeld bij 460 nm (blauw licht), terwijl n-type 6H-SiC absorbeert bij 620 nm (rood licht).

5. Radiale dopinginhomogeniteit

In het centrale gebied van een SiC(0001)-wafel is de doteringsconcentratie doorgaans hoger, wat zich manifesteert als een donkerdere kleur, als gevolg van verhoogde dotering van onzuiverheden tijdens facetgroei. Tijdens het groeiproces van de staaf vindt snelle spiraalvormige groei plaats op het 0001-facet, maar de groeisnelheid langs de <0001> kristalrichting is laag, wat resulteert in verhoogde onzuiverheidsdotering in het 0001-facetgebied. Daarom is de doteringsconcentratie in het centrale gebied van de wafel 20% tot 50% hoger dan die in het perifere gebied, wat wijst op het probleem van niet-uniformiteit van de radiale dotering inSiC (0001)-wafels.

Semicorex biedt hoogwaardige kwaliteitSiC-substraten. Als u vragen heeft of aanvullende informatie nodig heeft, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen.

Neem contact op met telefoonnummer +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com