Warum weist ein SiC-Wafer eine andere Farbe auf?

Aufgrund der großen Bandlücke von SiC-Wafern absorbiert SiC keinen Teil oder fast das gesamte sichtbare Licht. Die Wellenlänge des absorbierten Lichts hängt von der Bandlücke, den Energieniveaus der Hauptverunreinigungen und den angeregten Energieniveaus im Band ab. Es ist bekannt, dass es bei den meisten SiC-Polytypen zu einer Ladungsträgerabsorption im Leitungsband kommt. Für n-Typ 4H SiC tritt es bei 460 m (blaues Licht) auf, während für6h-SiC-Wafer vom n-Typ, es tritt bei 620 nm (rotes Licht) auf. Das hochreine 4H-SiC und 6h-SiC haben eine große Bandlücke und sind farblos und transparent wie Glas. Die Dotierung vom n- oder p-Typ induziert jedoch eine Ladungsträgerabsorption im sichtbaren Bereich, und ihre einzigartigen optischen Absorptions- und Transmissionseigenschaften verleihen jedem SiC-Kristall eine einzigartige Farbe. Die folgende Tabelle 1 fasst die Farben der wichtigsten SiC-Polymorphe mit unterschiedlichen Dotierungstypen zusammen. Da die Farbe des SiC-Kristalls mit zunehmender Dotierstoffkonzentration dunkler wird, sind Farbe und Farbtiefe gute Indikatoren für die Art und Konzentration des Dotierstoffs. Die Farbe des SiC-Kristalls ist auch ein gutes Zeichen zur Identifizierung der Polymorphe von n-Typ-Materialien.

Tabelle 1: Farben von SiC-Wafern in verschiedenen Polytypen

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