数字模拟和实验研究一个8英寸的SiC单晶与减少BPD密度的实验研究
Chengyuan Sun1,2,3, Yunfei Shang1, Zuotao Lei1
1MIIT Key Laboratory of Critical Materials Technology for New Energy Conversion and Storage, School of Chemistry and Chemical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|May 25, 2024
概括
在碳化 (SiC) 晶体中降低基底平面脱位 (BPD) 密度对于应用至关重要. 这项研究优化了冷却,种子结合和材料,以显著降低4H-SiC单晶中的BPD密度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 晶体的成长 晶体的成长
- 半导体技术 半导体技术
背景情况:
- 基底平面脱位 (BPD) 密度是一个影响碳化 (SiC) 晶圆性能的关键缺陷.
- 尽量减少BPD对于推进基于SiC的电子设备至关重要.
研究的目的:
- 研究降低8英寸N型4H-SiC单晶中BPD密度的方法.
- 确定冷却过程,种子结合和材料对BPD形成的影响.
- 优化增长参数,以生产高质量的SiC晶体.
主要方法:
- 采用了数值模拟和实验验证.
- 使用物理蒸汽传输 (PVT) 方法来进行SiC晶体生长.
- 不同的冷却速度,种子结合技术和石墨组成.
主要成果:
- 增加冷却速度使BPD密度从4689厘米-2降低到2925厘米-2.2.
- 优化种子结合使BPD密度降低到1560厘米-2.2.
- 一个具有较低热膨胀系数的石墨进一步降低了BPD密度,达到704厘米-2.2.
结论:
- 冷却速度,种子结合和材料是控制BPD密度的关键因素.
- 优化的PVT生长条件显著提高了SiC晶体质量.
- 实现了BPD的大幅降低,为改进的SiC晶圆应用铺平了道路.


