籽晶背面镀膜对SiC晶体质量的影响

摘要

SiC作为新一代半导体材料,具有广阔的应用前景;而在晶体生长过程中产生的缺陷对晶体的质量产生了重要的影响。本文根据SiC晶体中的微管、热分解空腔和六方空洞的产生的机理和抑制方法,针对2英寸SiC单晶生长工艺,提出了一种保护籽晶的方法,即通过直流反应溅射法在籽晶背面镀一层致密、均匀耐高温的TiN薄膜。最后使用这种籽晶生长SiC晶体样品,采用显微观测和X射线衍射(XRD)测试手段,对籽晶背面升华状况、样品生长前端的表面形貌、缺陷密度、半峰宽等进行测试分析,得出如下主要结论:
　　1)在SiC晶体生长工艺中,由于粘接剂的涂抹不均匀,会在籽晶的背面产生一些空洞,此空洞在晶体生长过程中会促使籽晶背面升华,导致各种缺陷的产生,影响SiC晶体质量。
　　2)在相同的晶体生长条件下,通过对籽晶背面镀膜和未镀膜的实验样品进行对比,结果显示籽晶背面镀膜后其背面没有发生升华现象,并且生长出的晶体中未观察到热分解空腔和六方空洞,并且从晶体的生长前端的表面形貌观测得出籽晶背面镀膜的晶体部分的生长台阶要比未镀膜样品的规则,深度和宽度也有所增加。
　　3)经过对实验样品中的缺陷密度统计,籽晶背面镀膜生长出的晶片中的微管密度跟籽晶未镀膜的微管密度相比,由243cm-2降低到45crri-2;晶体的半峰宽也由0.280降低到0.220,晶体质量有所提高。

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1绪论

1.1 SiC材料简介

1.2 SiC晶体生长技术

1.3 国内外研究进展

1.4 本文的主要研究内容

2 PVT法生长SiC晶体的原理及工艺

2.1PVT法生长SiC单晶的原理

2.2PVT法生长SiC单晶的工艺流程

3籽晶背面镀膜生长SiC晶体

3.1 SiC晶体的缺陷分析

3.2 籽晶背面镀膜生长SiC晶体

4 实验结果测试与分析

4.1 籽晶背面测试

4.2光学显微镜观察缺陷

4.3 HRXRD摇摆曲线测试

5 结束语

5.1结论

5.2 对今后工作的展望

致谢

参考文献