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碳化硅单晶的微管缺陷

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ob欧宝娱乐网页:碳化硅单晶的微管缺陷

ob欧宝娱乐网页: 发布日期:2020-04-09 00:00 来源: 点击:

微管缺陷严重阻碍了多种SiC单晶定向器件的商业化,被称为SiC器件的“杀手型”缺陷。大多数关于微管缺陷形成机制的讨论都是基于微管与大伯格斯矢量超螺形位错相结合的Frank理论。生长过程中,沿超螺旋位错核心方向的高应变能密度会导致该处优先升华,因此微管缺陷具有空心的特征。微管缺陷的产生往往会伴随其它过程的出现,如微管道分解、迁移、转变和重新结合等,并且随着晶体直径的增加,控制所有生长参数达到所需的精度越来越困难,微管缺陷的密度也会随之增加。

尽管微管的形成具有不同的理论和技术方面的原因,通过对生长工艺的改进,过去几年里SiC单晶的微管密度仍然在持续下降。2000年,Müller等介绍了Cree公司制备出的直径为25mm的无微管缺陷4H-SiC晶片,直径为50mm的4H-SiC晶片的微管密度仅为1.1cm-1,这种质量的材料已经被证明非常适合制造大面积功率器件[10]。2009年Gupta等发表文章称,美国Ⅱ-Ⅵ公司制备出直径为106.4mm的半绝缘6H-SiC晶锭,其晶片微管密度在2~8cm-2范围内[17]。2009年Schmitt等[18]介绍了德国SiCrystal公司在提高3inch 4H-SiC晶片结晶质量上取得的进展,其晶片微管密度小于0.1cm-2。2009年,Leonard等[11]报道了Cree公司出品的经KOH腐蚀的无微管100mm 4H-SiC晶片。2009年,Gao等人采用升华法在 面为籽晶的6H-SiC单晶中得到了无微管的高质量单晶区。图7为目前山东天岳生产的4英寸4H-SiC晶片,其微管密度为0.3cm-2。近来,随着技术的进步,减少甚至彻底消除这类缺陷已成为可能。

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