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小角晶界對單晶材料的影響有哪些

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小角晶界對單晶材料的影響有哪些

發布日期:2020-04-20 00:00 來源:http://www.itsinmyway.com 點擊:

單晶材料硅晶體生長過程中,由于氣相組分過飽和使晶坯邊緣進行擇優生長,從而產生了偏離籽晶方向的晶格失配區域,在晶格失配區域,不同晶向的晶粒之間形成晶界。晶界通常由擴展邊緣和螺旋位錯構成,并貫穿整個晶錠,這對器件結構是致命的。靠近晶體邊緣的小角晶界是大直徑晶體在非優化工藝條件下生長時形成的,它是SiC材料中具有輕度位錯的不同區域之間的交界,小角晶界作為應力中心,增加了外延生長過程中晶片在缺陷處破裂的可能性,因此應盡量減少或消除晶體中小角晶界的密度。通過觀察同一個晶棒不同生長階段晶片的KOH腐蝕形貌,發現沿著<1-100>方向的小角晶界是在生長過程中刃位錯的滑移引入的,而不是在生長初期形成的,如圖9所示。生長室內的徑向溫度梯度對小角晶界的結構和形貌具有一定的影響,小的徑向溫度梯度可以減少小角晶界的位錯形成[20] 。

目前SiC單晶材料的主要應用領域有LED照明、雷達、太陽能逆變,未來SiC器件將在智能電網、電動機車、通訊等領域擴展其用途,市場前景不可估量。隨著SiC晶體生產成本的降低,SiC材料正逐步取代Si材料成為功率半導體材料的主流,打破Si芯片由于材料本身性能而產生的瓶頸,SiC材料將會給電子產業帶來革命性的變革。

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