1. 螺位错(TSD)和刃位错(TED) SiC中的位错是器件劣化和失效的主要来源。螺位错(TSD)和刃位错(TED)都沿生长轴运行,Burgers矢量分别为<0001>和1/3<11–20>。 图2. SiC外延层中的位错扩展或转化示意图 螺位错(TSD)和刃位错(TED)都可以从衬底延伸到晶圆表面,并带来小的凹坑...
使用光致发光(PL)检测BPD显示出线形特征,如图4c所示。在SiC外延生长过程中,扩展的BPD可能转化为堆垛层错(SF)或刃位错(TED)。 5.堆垛层错(SF) SiC基晶面中堆垛顺序混乱的缺陷。堆垛层错可能通过继承衬底中的SF而出现在外延层,或者与基晶面位错(BPD)和螺位错(TSD)的扩展和转化有关。通常,SF的密度小于1 cm-2...
使用光致发光(PL)检测BPD显示出线形特征,如图4c所示。在SiC外延生长过程中,扩展的BPD可能转化为堆垛层错(SF)或刃位错(TED)。 5、堆垛层错(SF) SiC基晶面中堆垛顺序混乱的缺陷。堆垛层错可能通过继承衬底中的SF而出现在外延层,或者与基晶面位错(BPD)和螺位错(TSD)的扩展和转化有关。通常,SF的密度小于1 cm-2...
在SiC晶体中存在各种缺陷,其中一些会影响器件的特性。SiC缺陷的主要类型包括微管、晶界、多型夹杂物、碳夹杂物等大型缺陷、以及堆垛层错(SF)、以及刃位错(TED)、螺旋位错(TSD)、基面位错(BPD)和这些复合体的混合位错。就密度而言,最近质量相对较好的SiC晶体中,微管是1〜10个/cm²,位错的密度约为10³～10...
在SiC 外延生长过程中,TSD 从衬底延伸到外延层的扩展 TSD 可能会转变为基底平面上的其他缺陷并沿生长轴传播。 有研究表明,在SiC外延生长过程中,TSD 转化为基底平面上的堆垛层错 (SF) 或胡萝卜缺陷,而外延层中的 TED 被证明是由外延生长过程中从基底上继承的BPD转化而来。
目前,SiC衬底的微管缺陷密度已经接近于零,而TSD和TED基本不影响最终的碳化硅器件的性能,而BPD则会引发器件性能的退化,导致器件性能和可靠性下降,因此许多SiC厂商对车规级衬底和外延的BPD缺陷缺陷密度提出了较高要求。 根据道康宁的衬底等级分类,用于车规级SiC MOSFET的衬底通常要求BPD缺陷密度≤500个/cm2,而TSD缺陷密...
SiC晶圆中位错缺陷主要包括:微管缺陷(Micropipes);螺型位错(TSD);刃型位错(TED);基矢面位错(BPD)。 在PVT法制备工艺中,螺型位错(TSD)一般是沿着<0001>晶向传播,即晶体的垂直c轴方向,参考图5。它的来源主要来自于籽晶,如果能够得到零位错的籽晶,并在稳定条件下生长就可以极大地减少螺型位错。
常见的碳化硅衬底及外延缺陷如下图所示，其中，TSD和TED通常对最终器件的性能影响较小，而BPD则可能导致器件性能的显著退化。另一方面，堆垛层错、胡萝卜缺陷、三角形缺陷以及掉落物等致命性缺陷，一旦出现在器件中，就会导致测试失败，从而严重影响良率。❶ 贯穿螺型位错（TSD）在SiC中扮演着电子器件劣化和故障的关键...
在SiC 外延生长过程中,TSD 从衬底延伸到外延层的扩展 TSD 可能会转变为基底平面上的其他缺陷并沿生长轴传播。 有研究表明,在SiC外延生长过程中,TSD 转化为基底平面上的堆垛层错 (SF) 或胡萝卜缺陷,而外延层中的 TED 被证明是由外延生长过程中从基底上继承的BPD转化而来。
实际上，TED的蚀刻速率高于TED，导致TSD的蚀刻坑比TED的更大，这可以通过显微镜图像很容易地区分出来。贯穿混合位错(TMD)可以算作TSDs，而基面位错密度(BPD)则比较容易识别。利用自动化的Sica系统对选择性蚀刻产生的表面特征进行分析。图2：从样品A (a) - (c)和样品B (d) - (f)的选择性湿蚀刻测试中获得DD、...