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硅單晶材料多型缺陷有什么影響

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硅單晶材料多型缺陷有什么影響

發布日期:2020-04-16 00:00 來源:http://www.itsinmyway.com 點擊:

提高硅晶體質量,就意味著必須降低晶體中得缺陷,正如單晶材料設備廠家所說,PVT法生長硅單晶需要控制的工藝參數較多,并且這些參數在生長過程中不斷發生變化,所以對晶體中的缺陷控制比較困難。硅單晶的缺陷主要包括微管、多型、位錯、層錯和小角晶界等。由于SiC晶體中一種缺陷的存在往往會誘發其它缺陷產生,因此,對這些缺陷進行研究并且在晶體生長過程中對其進行有效的控制,對于提高SiC晶體質量是非常重要的。

確保單一晶型對于SiC襯底是非常重要的,晶型的轉變不但會嚴重破壞SiC晶體的結晶完整性、改變材料的電學特性,還為微管缺陷提供了成核點,并延伸至晶錠的其余部分。不同SiC晶型之間的本質區別就在于<0001>晶向上Si-C雙原子層的堆垛順序發生了改變。當堆垛次序保持不變時,SiC晶體的晶型就不會改變。當晶體生長是通過SiC生長表面上臺階的繁殖進行時,相對容易保持單一類型。然而,SiC生長過程中有一個臺階聚集的傾向,這就會形成大的臺面,臺階邊緣數量的減少,會使得到達的Si和C原子可能無法擴散到臺階邊緣,而在臺面中心形成新的晶核,這些新晶核可能具有與底層材料不同的雙層堆垛次序,從而導致晶型的改變。

在晶體生長過程中,各種晶型的SiC晶體不存在固定的形成溫度范圍。溫度、雜質、壓力、過飽和度、籽晶取向和極性以及生長區Si/C原子比,都會影響到SiC多型結構的形成。由于多型共生會對晶體的結晶質量產生致命的影響,從某種意義上說,如何抑制和消除多型共生缺陷,是PVT法SiC晶體生長研究的一個重要任務。

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