碳化硅晶体缺陷研究及大尺寸碳化硅晶体研究进展

来源 :第一届全国宽禁带半导体学术及应用技术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuzihai
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碳化硅(SiC)晶体是一种宽禁带半导体材料,与以第一代硅(Si)、第二代砷化镓(GaAs)为代表的半导体材料相比,SiC晶体具有禁带宽度大、击穿电压高、热导率高、电子饱和漂移速率高、抗辐照射性能强、化学稳定性好等优良的物理化学性质,是制造高温、高频、大功率、抗辐射电子器件的关键材料,在新型电力电子器件、微波大功率器件、高光效LED等方面具有广泛的应用需求.物理气相输运法(PVT)是生长SiC晶体的主要方法之一,也是目前大规模商业化制备SiC晶体的方法,微管缺陷是沿[0001]方向延伸的中空管状结构,是柏氏矢量很大的螺位错引起的晶体中的空芯,对SiC器件的使用性能起关键影响作用,是限制SiC材料应用的一个最主要障碍,微管密度是衡量SiC晶体优劣的主要参数。微管道与SiC晶体中的螺旋位错密切相关,微管道是螺旋位错的重要起源,微管道本身就是具有空心核的螺旋位错。随着SiC晶体尺寸增大,微管密度呈急剧上升趋势。研究发现对微管密度的控制涉及诸多方面,既有热力学因素,又有动力学因素,还与生长工艺密切相关。通过研究大尺寸SiC晶体边缘位置微管缺陷抑制方法,包括籽晶结晶质量、生长温度、温度梯度、生长压力、过饱和度、原料.籽晶间距以及籽晶极性等诸多因素对晶体微管缺陷形成的影响,掌握降低大尺寸SiC晶体中微管密度的有效方法,实现对微管缺陷的抑制,获得低微管缺陷密度的SiC晶体。
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