石墨涂层对控制碳化硅外延掺杂的影响研究

碳化硅同质外延过程中,反应室杂质浓度是外延片背景载流子浓度的决定因素。反应室内石墨部件外层进行碳化钽涂层处理,极大降低了反应室内的杂质浓度。目前对于涂层影响碳化硅外延掺杂浓度具体的定量研究,一直没有具体的数据。采用自主研发的碳化硅外延设备,在完好和破损的涂层石墨部件条件下进行碳化硅同质外延生长,分析相应的外延片背景载流子浓度,从而得到碳化硅外延掺杂浓度的具体定量数据,并对设备研发和使用过程中的掺杂浓度的变化规律进行分析,从而积累了对于实际科研和生产过程中的问题的具体指导经验。

Al掺杂4H-SiC同质外延的缓冲层

利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线双晶衍射谱(XRD)和光致发光谱(PL)对在4H-SiC单晶衬底上采用CVD同质外延的4H-SiC单晶薄膜的特性进行研究,发现外延层有很好的晶格结构和完整性。由于Al原位掺杂引起的晶格失配和衬底和外延的晶向偏离,在样品的衬底和外延的界面出现了约1μm的缓冲层,使得XRD摇摆曲线距主峰左侧约41arcs出现了强衍射峰。缓冲层中存在大量的堆垛缺陷和位错,引入缺陷能级,使室温PL测试为"绿带"发光。通过PL全片扫描发现缓冲层在整个样品中普遍存在且分布均匀。