4H-SiC外延生長的缺陷控制方法研究.pdf

1、與 Si半導(dǎo)體相比,SiC功率元件可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電力電子系統(tǒng)的小型化、低功耗及高效化。它在高溫環(huán)境下具備優(yōu)良的工作特性,且開關(guān)損耗更低,作為新一代低損耗元件,備受期待。SiC外延層的質(zhì)量直接決定著 SiC功率元件的性能,而缺陷密度是表征外延層質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。本文研究了4H-SiC同質(zhì)外延過程中碳硅比(C/Si)、生長溫度和生長壓力對4H-SiC外延層中三角形缺陷、基面位錯(cuò)(BPD)、螺位錯(cuò)(TSD)和刃位錯(cuò)(TED)的影響,旨在降低外

2、延層中這些缺陷的密度。主要研究成果如下:
　　(1)降低外延生長過程中的碳硅原子比例,可以有效的減少表面缺陷。當(dāng)碳硅比從1.3降低到1時(shí),外延層中三角形缺陷密度從450.69cm-2降低到44.6cm-2,但碳硅比的降低會造成外延層背景摻雜濃度的升高,不利于高功率器件的制備。
　　(2)提高外延生長的溫度,可以降低外延的表面缺陷。當(dāng)溫度從1520℃升高到1600℃時(shí),三角形缺陷密度從107.1cm-2降低到17.8cm-2,