Kontrol Doping dalam Pertumbuhan SiC Sublimasi

Silikon karbida (SiC)memainkan peran penting dalam pembuatan elektronika daya dan perangkat frekuensi tinggi karena sifat listrik dan termalnya yang sangat baik. Kualitas dan tingkat dopingkristal SiCsecara langsung mempengaruhi kinerja perangkat, sehingga kontrol doping yang tepat adalah salah satu teknologi utama dalam proses pertumbuhan SiC.

1. Pengaruh doping pengotor

Dalam pertumbuhan sublimasi SiC, dopan yang disukai untuk pertumbuhan ingot tipe-n dan tipe-p masing-masing adalah Nitrogen (N) dan Aluminium (Al). Namun, kemurnian dan konsentrasi doping latar belakang ingot SiC memiliki dampak yang signifikan terhadap kinerja perangkat. Kemurnian bahan baku SiC dankomponen grafitmenentukan sifat dan jumlah atom pengotor dalambatangan. Pengotor tersebut antara lain Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium (Cr), Ferrum (Fe), Cobalt (Co), Nikel (Ni) ) dan Sulfur (S). Kehadiran pengotor logam ini dapat menyebabkan konsentrasi pengotor di ingot menjadi 2 hingga 100 kali lebih rendah dibandingkan di sumbernya, sehingga mempengaruhi karakteristik kelistrikan perangkat.

2. Efek kutub dan kontrol konsentrasi doping

Efek kutub dalam pertumbuhan kristal SiC mempunyai dampak signifikan terhadap konsentrasi doping. Di dalambatangan SiCditumbuhkan pada bidang kristal (0001), konsentrasi doping nitrogen secara signifikan lebih tinggi daripada yang ditumbuhkan pada bidang kristal (0001), sedangkan doping aluminium menunjukkan tren sebaliknya. Efek ini berasal dari dinamika permukaan dan tidak bergantung pada komposisi fasa gas. Atom nitrogen terikat pada tiga atom silikon yang lebih rendah pada bidang kristal (0001), namun hanya dapat terikat pada satu atom silikon pada bidang kristal (0001), sehingga menghasilkan laju desorpsi nitrogen yang jauh lebih rendah pada kristal (0001). pesawat. (0001) wajah kristal.

3. Hubungan antara konsentrasi doping dan rasio C/Si

Doping pengotor juga dipengaruhi oleh rasio C/Si, dan efek persaingan hunian ruang ini juga diamati pada pertumbuhan CVD SiC. Dalam pertumbuhan sublimasi standar, sulit untuk mengontrol rasio C/Si secara mandiri. Perubahan suhu pertumbuhan akan mempengaruhi rasio C/Si efektif dan konsentrasi doping. Misalnya, doping nitrogen umumnya menurun dengan meningkatnya suhu pertumbuhan, sedangkan doping aluminium meningkat dengan meningkatnya suhu pertumbuhan.

4. Warna sebagai indikator kadar doping

Warna kristal SiC menjadi lebih gelap seiring dengan meningkatnya konsentrasi doping, sehingga warna dan kedalaman warna menjadi indikator yang baik untuk jenis dan konsentrasi doping. 4H-SiC dan 6H-SiC dengan kemurnian tinggi tidak berwarna dan transparan, sedangkan doping tipe-n atau tipe-p menyebabkan penyerapan pembawa dalam rentang cahaya tampak, sehingga memberikan warna unik pada kristal. Misalnya, tipe-n 4H-SiC menyerap pada 460nm (cahaya biru), sedangkan tipe-n 6H-SiC menyerap pada 620nm (lampu merah).

5. Ketidakhomogenan doping radial

Di wilayah tengah wafer SiC(0001), konsentrasi doping biasanya lebih tinggi, bermanifestasi sebagai warna yang lebih gelap, karena peningkatan doping pengotor selama pertumbuhan faset. Selama proses pertumbuhan ingot, pertumbuhan spiral yang cepat terjadi pada sisi 0001, namun laju pertumbuhan sepanjang arah kristal <0001> rendah, sehingga meningkatkan doping pengotor di wilayah sisi 0001. Oleh karena itu, konsentrasi doping di wilayah tengah wafer adalah 20% hingga 50% lebih tinggi dibandingkan di wilayah periferal, menunjukkan masalah ketidakseragaman doping radial diwafer SiC (0001)..

Semicorex menawarkan kualitas tinggisubstrat SiC. Jika Anda memiliki pertanyaan atau memerlukan detail tambahan, jangan ragu untuk menghubungi kami.

Hubungi telepon #+86-13567891907

Email: penjualan@semicorex.com