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4H-SiC外延材料缺陷的检测与分析

盖庆丰  
【摘要】: 本文通过化学腐蚀与扫描电子显微分析相结合的方法对4H-SiC外延材料中的缺陷进行了检测与分析。目的是确定重复性好的4H-SiC腐蚀工艺,表征4H-SiC同质外延层中缺陷的类型、分布、密度等参数。主要工作如下: 第一,确定了化学腐蚀4H-SiC实验的流程,在该流程下,用本文确定的腐蚀参数可以得到较好的实验效果和观测效果。通过正交实验确定了4H-SiC化学腐蚀工艺的三个最佳参数,腐蚀温度470℃,腐蚀时间30分钟,腐蚀剂为分析纯KOH。该工艺参数重复性好,能够得到清晰的缺陷腐蚀形貌,达到了对4H-SiC材料中位 错进行检测的目的。第二,对TED、TSD、BPD三种位错的腐蚀形貌的形成原因进行分析;对TED、BPD位错排的形成原因进行分析;指出堆垛层错本身产生的晶格畸变不大,并且与完整晶格结构交界处为不全位错,所以用KOH熔融体腐蚀的方法不能很好的确定堆垛层错的存在。 第三,通过对腐蚀坑计数的方法,计算得到位错的面密度。没有发现微管的腐蚀形貌,说明微管密度已经下降到比较低的水平;TED、TSD、BPD三种位错密度值分别为2.99×105cm-2、2.4×103cm-2、1.13×104cm-2,与文献报导相符。 论文得到了用腐蚀法表征碳化硅材料缺陷的方法和优化的工艺参数。


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