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一文了解碳化硅(SiC)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)技術(shù)

中科院半導(dǎo)體所 ? 來(lái)源:半導(dǎo)體全解 ? 2024-01-14 14:09 ? 次閱讀

本文從晶體結(jié)構(gòu)、發(fā)展歷史、制備方法等角度詳細(xì)介紹SiC

SiC 晶體的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

SiC是一種Si元素和C元素以1:1比例形成的二元化合物,即百分之五十的硅(Si)和百分之五十的碳(C),其基本結(jié)構(gòu)單元為 Si-C 四面體。

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舉個(gè)例子,Si原子直徑大,相當(dāng)于蘋果,C原子直徑小,相當(dāng)于橘子,把數(shù)量相等的橘子和蘋果堆在一起就成了SiC晶體。

SiC 是一種二元化合物,其中 Si-Si 鍵原子間距為3.89 ?,這個(gè)間距如何理解呢?目前市面上最牛逼的光刻機(jī)光刻精度3nm,就是30?的距離,光刻精度是原子距離的8倍。

Si-Si鍵能大小為 310 kJ/mol,可以理解鍵能是把這兩個(gè)原子拉開(kāi)的力度,鍵能越大,需要拉開(kāi)的力越大。

Si-C 鍵原子間距為 1.89 ?, 鍵能大小為 447 kJ/mol。

從鍵能上可以看出相較于傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體材料,碳化硅基半導(dǎo)體材料化學(xué)性質(zhì)更加穩(wěn)定。

從圖中看出任意一個(gè)C原子都與最鄰近的四個(gè)Si原子相連,反之任意一個(gè)Si原子都與最鄰近的四個(gè)C原子相鍵連。

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SiC 晶體結(jié)構(gòu)還可以采用層狀結(jié)構(gòu)方法描述,如圖所示,晶體中的若干C原子均占據(jù)在同一平面上的六方格位點(diǎn)中,形成一個(gè)C原子密排層,而Si原子也占據(jù)在同一平面上的六方格位點(diǎn)中并形成一個(gè)Si原子密排層。

C原子密排層中的每一個(gè)C都與最鄰近的Si相連接,反之Si原子密排層也相同。每?jī)蓚€(gè)相鄰的 C、Si原子密排層構(gòu)成一個(gè)碳硅雙原子層。

SiC晶體的排列組合形式十分豐富,目前已發(fā)現(xiàn)的SiC晶型達(dá) 200 多個(gè)。

這個(gè)類似俄羅斯方塊,雖然最小單元方塊都一樣,但方塊組合在一起后,就拼成出了不同形態(tài)。

SiC的空間結(jié)構(gòu)比俄羅斯方塊稍微復(fù)雜點(diǎn),它的最小單元從小方格變成小四面體,由C原子和Si原子組成的四面體。

為了區(qū)分 SiC 的不同晶型,目前主要采用 Ramsdell 方法進(jìn)行標(biāo)記。該方法采用字母與數(shù)字相結(jié)合的方法來(lái)表示SiC 的不同晶型。

其中字母放在后面,用來(lái)表示晶體的晶胞類型。C 代表立方晶型(英文Cubic首字母),H 代表六方晶型(英文Hexagonal首字母),R 代表菱形晶型(英文Rhombus首字母)。數(shù)字放在前面,用來(lái)表示基本重復(fù)單元的Si-C雙原子層的層數(shù)。

除2H-SiC與3C-SiC外,其它晶型均可視為閃鋅礦與纖鋅礦結(jié)構(gòu)的混合體,也就是密排六方結(jié)構(gòu)。

這里提一句,什么是密排六方結(jié)構(gòu)呢?生活中見(jiàn)到的密排方式是下圖這樣,半導(dǎo)體材料也一樣,原子與原子之間也是采用密排方式排列。

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我們知道,任何物質(zhì)都是由原子組成的,晶體的結(jié)構(gòu)是有規(guī)律的原子排列,人們稱作為長(zhǎng)程有序,像下面這樣。把最小的晶體單元稱為晶胞,如果晶胞是立方結(jié)構(gòu)稱為密排立方,晶胞是六方結(jié)構(gòu),稱為密排六方。

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常見(jiàn)的 SiC 晶型有3C-SiC、 4H-SiC、6H-SiC、15R-SiC 等,它們?cè)?c 軸方向的堆垛順序如圖所示。

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其中4H-SiC的基本堆垛順序?yàn)锳BCB…;6H-SiC 的基本堆垛順序?yàn)锳BCACB…;15R-SiC 的基本堆垛順序?yàn)锳BCACBCABACABCB…。

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這個(gè)可以看成建房子用的磚塊,有點(diǎn)房子磚塊有3種擺放方式,有的有4種擺放方式,有的有6種。

這些常見(jiàn)SiC晶型的基本晶胞參數(shù)如表所示:

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表中的a、b、c和角度是什么意思呢?描述的是SiC半導(dǎo)體中最小單元晶胞的結(jié)構(gòu),是下圖這樣:

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在晶胞相同的情況下,晶體結(jié)構(gòu)也會(huì)存在差異,這就好比我們買彩票,中獎(jiǎng)的號(hào)碼是1、2、3排列,你買了1、2、3三個(gè)號(hào)碼,但是如果號(hào)碼的排序不同,中獎(jiǎng)的金額也不同,所以要數(shù)字和順序一樣的晶體,才能稱作是同種晶體。

下圖是典型的兩種堆積方式,只是上層原子堆積方式差異,晶體結(jié)構(gòu)就存在差異。

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SiC具體形成的晶體結(jié)構(gòu)與溫度具有強(qiáng)相關(guān)性。在1900~2000 ℃的高溫作用下,3C-SiC 因?yàn)楸旧斫Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較差,會(huì)緩慢轉(zhuǎn)化為如6H-SiC 的六方SiC多形體。正是因?yàn)镾iC多型體生成概率與溫度之間具有強(qiáng)相關(guān)性,和3C-SiC自身的不穩(wěn)定性,所以 3C-SiC 的生長(zhǎng)速率難以提高,制備難度大。而六方晶系的4H-SiC、6H-SiC 是最為常見(jiàn)的且較為容易制備,并且由于其本身的特性的目前被廣泛研究。

這里還要指出SiC晶體不同晶型雖然具有相同的化學(xué)配比和基本重復(fù)單元,但由于排列方式的的不同,其物理性質(zhì),如帶隙、載流子遷移速度、擊穿場(chǎng)等具有較大差異,如表下表所示,為多種半導(dǎo)體材料主要電學(xué)參數(shù)對(duì)比:

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SiC 晶體中 Si-C 鍵的鍵長(zhǎng)只有 1.89?,但結(jié)合能高達(dá)4.53eV,因此,其成鍵態(tài)和反鍵態(tài)間能級(jí)差距很大,可以形成很寬的禁帶,是 Si 和 GaAs 的數(shù)倍,更高的禁帶寬度意味著高溫晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,因此,相關(guān)的功率電子器件可實(shí)現(xiàn)高溫工作穩(wěn)定、簡(jiǎn)化散熱結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。

而 Si-C 鍵的緊密結(jié)合使得晶格有很高的振動(dòng)頻率,即有高能量的聲子,這意味著 SiC 晶體擁有很高的飽和電子遷移率和熱導(dǎo)率,相關(guān)電力電子器件也就具有更高的開(kāi)關(guān)速度和可靠性,這減小了器件過(guò)溫失效的風(fēng)險(xiǎn)。此外,SiC 更高的擊穿場(chǎng)強(qiáng)使其可以做到更高的摻雜濃度,并擁有更低的導(dǎo)通電阻。

SiC 晶體發(fā)展歷史

1905 年,Henri Moissan 博士在隕石坑中發(fā)現(xiàn)了天然 SiC 晶體,他發(fā)現(xiàn)這種晶體酷似金剛石,并將其命名為莫桑鉆。

其實(shí)早在1885年Acheson就通過(guò)將焦炭與硅石混合后在電熔爐中加熱的方法獲得了SiC。當(dāng)時(shí)人們誤認(rèn)為這是一種鉆石的混合物,并稱之為金剛砂。

到了1892 年,Acheson改進(jìn)了合成工藝,他將石英砂、焦炭、少量木屑和NaCl混合均勻后放在電弧爐中加熱到 2700℃, 并成功的獲得了鱗片狀的 SiC 晶體。這種合成SiC晶體的方法被稱為 Acheson法,至今依然是工業(yè)上生產(chǎn) SiC 磨料的主流方法。Acheson 法由于合成原料純度低,合成過(guò)程粗糙,其生產(chǎn)的SiC雜質(zhì)較多,結(jié)晶完整性差,晶體直徑小,難以滿足半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)于大尺寸、高純度、高質(zhì)量晶體的要求,不能用于制造電子器件。

飛利浦實(shí)驗(yàn)室的 Lely 于 1955 年提出了一種新的生長(zhǎng) SiC 單晶的方法。該方法采用石墨坩堝作為生長(zhǎng)容器,SiC 粉晶作為生長(zhǎng) SiC 晶體的原料,使用多孔石墨將生長(zhǎng)原料中心隔離出一個(gè)空心區(qū)域。生長(zhǎng)時(shí)在Ar 或 H2 的氣氛條件下將石墨坩堝加熱到2500℃,外圍的 SiC 粉料受熱升華分解為 Si、C 氣相物質(zhì), 并隨著氣體流動(dòng)穿過(guò)多孔石墨被傳輸?shù)娇招膮^(qū)域內(nèi)后,在中間的空心區(qū)域內(nèi)進(jìn)行SiC 晶體生長(zhǎng)。

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SiC 晶體生長(zhǎng)技術(shù)

SiC 的本身特性決定了其單晶生長(zhǎng)難度較大。這主要是由于在常壓下沒(méi)有化學(xué)計(jì)量比為 Si : C = 1 : 1 的液相存在,并不能采用目前半導(dǎo)體工業(yè)主流所采用的 生長(zhǎng)工藝較成熟的生長(zhǎng)法——直拉法、降坩堝法等方法進(jìn)行生長(zhǎng)。經(jīng)理論計(jì)算,只有當(dāng)壓強(qiáng)大于 10E5atm,溫度高于3200℃的情況下,才可以得到化學(xué)計(jì)量比為 Si : C = 1 : 1 的溶液。為了克服這一難題,科學(xué)家們經(jīng)過(guò)不懈努力提出了各種方法以獲得高結(jié)晶質(zhì)量、大尺寸、廉價(jià)的 SiC 晶體。目前比較主流的方法有 PVT 法、液相法以及高溫氣相化學(xué)沉積法等。

物理氣相沉積法

物理氣相輸運(yùn)(PVT)法起源于 1955 年由 Lely 發(fā)明的氣相升華技術(shù),將SiC 粉料置于石墨管中加熱至高溫使得 SiC 粉料發(fā)生分解升華,再對(duì)石墨管進(jìn)行降溫處理,SiC 粉料分解后的氣相組份在石墨管的四周沉積結(jié)晶為 SiC 晶體。盡管這一方法難以獲得較大尺寸的 SiC 單晶,并且石墨管內(nèi)的沉積過(guò)程難以控制,卻給后續(xù)的研究者提供了思路。

俄羅斯的 Y.M.Tairov 等人在此基礎(chǔ)上開(kāi)創(chuàng)性的引入了籽晶的概念,解決了 SiC 晶體晶型、形核位置不可控制的問(wèn)題。后續(xù)的研究者們不斷改進(jìn)并最終發(fā)展為今天工業(yè)化使用的物理氣相傳輸(PVT)法。

物理氣相傳輸法作為發(fā)展最早的 SiC 晶體生長(zhǎng)方法,是目前生長(zhǎng) SiC 晶體最為主流的生長(zhǎng)方法。該方法相較其它方法對(duì)生長(zhǎng)設(shè)備要求低,生長(zhǎng)過(guò)程簡(jiǎn)單,可控性強(qiáng),發(fā)展研究較為透徹,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。目前主流的 PVT 法生長(zhǎng)晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示。

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通過(guò)控制石墨坩堝外部保溫條件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)軸向與徑向溫場(chǎng)的調(diào)控。將 SiC 粉料置于溫度較高的石墨坩堝底端,SiC 籽晶固定在溫度較低的石墨坩堝頂。一般控制粉料與籽晶之間的距離為數(shù)十毫米以避免生長(zhǎng)的單晶晶體與粉料接觸。溫度梯度通常在15-35℃/cm區(qū)間范圍內(nèi)。爐內(nèi)會(huì)保留50-5000 Pa 壓強(qiáng)的惰性氣體以便增加對(duì)流。這樣在通過(guò)感應(yīng)加熱的方法將SiC粉料加熱到 2000-2500℃后,SiC粉料會(huì)升華分解為Si、Si2C、SiC2 等氣相成分,隨著氣體對(duì)流被運(yùn)輸?shù)阶丫Ф耍⒃谧丫辖Y(jié)晶出SiC 晶體,實(shí)現(xiàn)單晶生長(zhǎng)。其典型的生長(zhǎng)速率為0.1-2mm/h。

PVT 法的工藝重點(diǎn)在于控制生長(zhǎng)溫度、溫度梯度、生長(zhǎng)面、料面間距和生長(zhǎng)壓力,它的優(yōu)勢(shì)在于其工藝相對(duì)成熟,原料容易制得,成本較低,但是PVT 法生長(zhǎng)過(guò)程難以觀察,晶體生長(zhǎng)速度為 0.2-0.4mm/h,難以生長(zhǎng)厚度較大(>50mm)的晶體。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的不斷努力,目前 PVT 法生長(zhǎng) SiC 襯底晶片的市場(chǎng)已經(jīng)十分巨大,每年 SiC 襯底晶片產(chǎn)量可達(dá)幾十萬(wàn)片,其尺寸正逐步從 4 英寸換代到 6 英寸, 并已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了 8 英寸 SiC 襯底晶片樣品。

高溫化學(xué)氣相沉積法

高溫化學(xué)氣相沉積法(High TemperatureChemical Vapor Deposition,HTCVD)是一種基于化學(xué)氣相沉積法(Chemical VaporDeposition,CVD)的改進(jìn)方案。該方法首先由瑞典 Link?ping 大學(xué)的 Kordina 等人于 1995 年提出。

其生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示:

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生長(zhǎng)時(shí)通過(guò)感應(yīng)線圈將生長(zhǎng)室加熱到 1800℃-2300℃,通過(guò)向生長(zhǎng)室內(nèi)穩(wěn)定地通入 SiH4+C3H8 或 SiH4+C2H4 氣體為晶體生長(zhǎng)提供 Si 源與 C 源。這些氣相物質(zhì)通常以 He 或 H2 作為載氣,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后生成 SiC,并在籽晶處實(shí)現(xiàn) SiC 晶體的生長(zhǎng)。

HTCVD 法作為一種采用氣相源供料的生長(zhǎng)方法可以很好地控制生長(zhǎng)過(guò)程中的氣相成分,保證原料供應(yīng)充足,同時(shí)相比于一般的CVD 法具有更高的生長(zhǎng)速度,可達(dá) 0.3-0.6 mm/h,可以滿足塊體 SiC 晶體生長(zhǎng)需要。

但是使用氣相原料大大提高了生長(zhǎng)成本。相關(guān)研究的不充分也使得目前生長(zhǎng)工藝尚不成熟,晶體缺陷較高。采用 HTCVD 法生長(zhǎng) SiC 晶體依然處于研發(fā)階段,在未來(lái)該方法有望成為一種大尺寸高質(zhì)量SiC 晶體的生長(zhǎng)方法。

液相法

液相法生長(zhǎng) SiC 晶體由于更接近熱力學(xué)平衡條件,有望生長(zhǎng)出質(zhì)量更好的SiC 晶體。近年來(lái)日美等高校與公司開(kāi)展了大量 SiC 晶體液相法生長(zhǎng)的研究,名古屋大學(xué)、東京大學(xué)和豐田、新日鐵住金、LG 等企業(yè)公司相繼投入了大量資金進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)產(chǎn)業(yè)研發(fā),使得液相法生長(zhǎng)SiC 晶體技術(shù)不斷推進(jìn),受到更多的關(guān)注。

目前液相法已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了 2 英寸 SiC 單晶的生長(zhǎng),其生長(zhǎng)晶體質(zhì)量與 PVT 法生長(zhǎng)的晶體質(zhì)量相當(dāng)。

采用液相法 4 英寸 SiC 晶體的研究也在快速推 進(jìn)中。液相生長(zhǎng)中的一些關(guān)鍵問(wèn)題,如助溶液包裹、生長(zhǎng)面不穩(wěn)定等問(wèn)題也逐步的到了改善。下圖是日本豐田公司頂部籽晶液相法生長(zhǎng) SiC 晶體爐內(nèi)結(jié)構(gòu)示意圖。爐內(nèi)的加熱方法采用感應(yīng)加熱,生長(zhǎng)溫度約為2000℃,生長(zhǎng)壓力為 150 KPa。

采用 Si 與 Cr 按照摩爾比為 4 : 6 的混合溶液作為助溶液。其獲得的 4H-SiC 晶體直徑為 2 英寸,厚度可達(dá) 10 mm,如圖所示:

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液相法生長(zhǎng) SiC 晶體時(shí),助溶液內(nèi)部的溫度與對(duì)流分布如圖所示:

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可見(jiàn)助溶液內(nèi)靠近坩堝壁處的溫度較高,而籽晶處的溫度較低。在生長(zhǎng)過(guò)程中,石墨坩堝為晶體生長(zhǎng)提供C源。由于坩堝壁處的溫度高,C的溶解度大,溶解速度快, 所以在坩堝壁處就會(huì)進(jìn)行C的大量溶解,形成C的飽和溶液。這些溶解了大量C的溶液會(huì)隨著助溶液內(nèi)的對(duì)流被傳輸?shù)阶丫路健S捎谧丫Ф说臏囟容^低,對(duì)應(yīng)C的溶解度相應(yīng)降低,原本C飽和的溶液被傳輸?shù)降蜏囟撕笤谠摋l件下就形 成了C的過(guò)飽和溶液。溶液中過(guò)飽和的C結(jié)合助溶液中的Si就可以在籽晶上外延生長(zhǎng)SiC晶體。當(dāng)過(guò)飽和部分的C析出后,溶液隨著對(duì)流回到坩堝壁處的高溫端,并再次的溶解C,形成飽和溶液。

整個(gè)過(guò)程循環(huán)反復(fù),進(jìn)行著SiC晶體的生長(zhǎng)。在液相法生長(zhǎng)過(guò)程中,C 在溶液中的溶解與析出是生長(zhǎng)進(jìn)行中一個(gè)十分重要的指標(biāo)。若想保證晶體生長(zhǎng)可以穩(wěn)定的進(jìn)行,需要 C 在坩堝壁處的溶解與在籽晶端的析出保持平衡。若 C 溶解大于 C 析出,則晶體中 C 逐漸富集,就會(huì)產(chǎn)生 SiC 自發(fā)成核;若 C 溶解小于 C 析出,晶體生長(zhǎng)就會(huì)由于溶質(zhì)不足而難以進(jìn)行。

同時(shí),對(duì)流對(duì)于C的運(yùn)輸同樣會(huì)影響生長(zhǎng)過(guò)程中C的供應(yīng)。若要生長(zhǎng)出晶體質(zhì)量足夠好且厚度足夠的 SiC 晶體就需要保證以上三項(xiàng)相互平衡,這也就極大地增加了 SiC 液相生長(zhǎng)的難度。但隨著相關(guān)理論與技術(shù)的逐步完善與改進(jìn),液相法生長(zhǎng)SiC晶體的優(yōu)勢(shì)將逐步展現(xiàn)。

SiC晶體的物理化學(xué)性質(zhì)

SiC 晶體內(nèi)部的原子均由共價(jià)鍵所連接,使得SiC具有高達(dá)1200K-1430 K的德拜溫度,這也就決定了SiC具有極高的穩(wěn)定性,在力學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)等方面具有優(yōu)良的性質(zhì),具體表現(xiàn)如下:

(1) 力學(xué)性質(zhì):SiC晶體具有極高的硬度與良好的耐磨性質(zhì)。其莫氏硬度在9.2-9.3 之間,克氏硬度在2900-3100Kg/mm2 之間,是目前已發(fā)現(xiàn)的材料中僅次于金剛石的晶體。由于SiC力學(xué)上的優(yōu)秀性質(zhì),粉晶SiC常被用于切割或磨拋工業(yè),年需求量高達(dá)上百萬(wàn)噸。一些工件上的耐磨涂層也會(huì)采用SiC 涂層。

(2) 熱學(xué)性質(zhì):SiC 的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá) 3-5 W/cm·K,是傳統(tǒng)半導(dǎo)體 Si 的 3 倍,GaAs 的 8 倍。采用 SiC 制備的器件產(chǎn)熱可以快速被傳導(dǎo)出去,由此 SiC 器件對(duì) 散熱條件的要求相對(duì)較寬松,更適合制備大功率器件。SiC 具有穩(wěn)定的熱力學(xué)性質(zhì)。在常壓條件下,SiC會(huì)在較高溫度下直接分解為含Si與C 的蒸氣,而不會(huì)發(fā)生熔化。

(3) 化學(xué)性質(zhì):SiC具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),耐腐蝕性能良好,室溫條件下不與任何已知的酸發(fā)生反應(yīng)。SiC長(zhǎng)時(shí)間置于空氣中會(huì)緩慢的形成一層致密 SiO2 薄層,阻止進(jìn)一步的氧化反應(yīng)。當(dāng)溫度升高到1700℃以上后,SiO2 薄層熔化并迅速發(fā)生氧化反應(yīng)。SiC可以與熔融的氧化劑或者堿發(fā)生緩慢的氧化反應(yīng),通常將SiC晶片置于熔融的KOH與Na2O2 熔液中腐蝕,用于表征 SiC 晶體中的位錯(cuò) 。

(4) 電學(xué)性質(zhì):SiC作為寬禁帶半導(dǎo)體的代表材料,6H-SiC 和 4H-SiC 的禁帶寬度分別為 3.0 eV 和 3.2 eV,是 Si 的 3 倍,GaAs 的 2 倍。采用 SiC 制備的半 導(dǎo)體器件具有較小的漏電電流,較大的擊穿電場(chǎng),所以 SiC 被認(rèn)為是大功率器件 的理想材料。SiC 的飽和電子遷移率也比 Si 要高 2 倍,在制備高頻器件上也具有明顯優(yōu)勢(shì)。通過(guò)晶體中雜質(zhì)原子的摻雜可以獲得 p 型 SiC 晶體或者 N 型 SiC 晶體。目前實(shí)現(xiàn) p 型 SiC 晶體主要通過(guò) Al、B、Be、O、Ga、Sc 等原子的摻雜,N 型主要通過(guò) N 原子摻雜。摻雜濃度與類型的不同將對(duì) SiC 的物理化學(xué)性能產(chǎn)生巨大影響。同時(shí)通過(guò) V 等深能級(jí)摻雜還可以對(duì)自由載流子實(shí)現(xiàn)釘扎,提高電阻率,得到具有半絕緣性能的 SiC 晶體。

(5) 光學(xué)性質(zhì):由于具有較寬帶隙,無(wú)摻雜的 SiC 晶體呈無(wú)色透明。摻雜后的 SiC 晶體由于其性質(zhì)的不同表現(xiàn)出不同顏色,例如:摻雜 N 后,6H-SiC呈現(xiàn)綠色;4H-SiC 呈現(xiàn)棕色;15R-SiC 呈現(xiàn)黃色。摻雜 Al 后,4H-SiC 呈現(xiàn)藍(lán)色。通過(guò)觀察顏色的不同來(lái)確定晶型,是一種較直觀的分辨 SiC 晶型的方法。隨著近二十多年來(lái)對(duì) SiC 相關(guān)領(lǐng)域的不斷研究,相關(guān)技術(shù)取得了巨大的突破。

SiC發(fā)展現(xiàn)狀介紹

目前 SiC 產(chǎn)業(yè)已經(jīng)日趨完善,從襯底晶片、外延片到器件制作、封裝,整條產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)成熟,可以向市場(chǎng)供應(yīng)SiC 相關(guān)產(chǎn)品

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目前,國(guó)外主要的 SiC 襯底晶片生長(zhǎng)公司有美國(guó) Cree 公司、美國(guó)Ⅱ-Ⅵ公司、德國(guó) SiCrystal 公司、日本 Nippon steel 公司等。國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚,但經(jīng)過(guò)科研人員的不斷刻苦攻關(guān),突破外國(guó)的技術(shù)封鎖,也涌現(xiàn)了一大批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平的公 司,主要有天科合達(dá)、山東天岳、世紀(jì)金光等公司,年產(chǎn)晶片規(guī)模可達(dá)上萬(wàn)片。

目前市場(chǎng)上 SiC 襯底晶片的主流產(chǎn)品以 2-6 英寸的 4H-SiC 和 6H-SiC 導(dǎo)電型和半絕緣型為主。

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結(jié)論

隨著 SiC 相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的不斷完善,其成品率、可靠性將會(huì)進(jìn)一步提高,SiC器件價(jià)格也將得到降低,SiC 的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力將得到更加明顯的體現(xiàn)。未來(lái),SiC器件將更廣泛地被應(yīng)用到汽車、通訊、電網(wǎng)、交通等各個(gè)領(lǐng)域,產(chǎn)品市場(chǎng)將更加寬廣,市場(chǎng)規(guī)模也會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大,成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支撐。

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原文標(biāo)題:一文了解碳化硅(SiC)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)技術(shù)

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