El carburo de silicio semiconductor (4H SiC) tiene excelentes propiedades, como banda prohibida amplia, alta intensidad de campo de ruptura, alta movilidad de electrones, alta conductividad térmica y buena estabilidad química. Ha demostrado un importante potencial de aplicación en campos como la electrónica de potencia, las microondas de radiofrecuencia y la información cuántica. El sustrato 4H-SiC es el material fundamental para varios dispositivos 4H-SiC. Para obtener más especificaciones de sustrato de SiC ofrecidas por PAM-XIAMEN, consultehttps://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-wafer-substrate.html.

1. ¿Por qué deberíamos estudiar el daño subsuperficial del sustrato 4H-SiC?

El procesamiento mecánico del sustrato 4H-SiC incluye principalmente corte, esmerilado y pulido químico mecánico. Debido a la alta dureza y fragilidad del 4H-SiC, es propenso a sufrir daños importantes durante su proceso de mecanizado. Aunque el pulido mecánico químico puede proporcionar una superficie lisa adecuada para el crecimiento epitaxial en sustratos de 4H-SiC, aún puede haber daños en sus áreas subsuperficiales. Estos daños subsuperficiales pueden servir como puntos de nucleación para dislocaciones en el crecimiento posterior de películas epitaxiales de 4H SiC, afectando gravemente la calidad de las películas epitaxiales de 4H SiC.

En la actualidad, las propiedades y causas del daño subsuperficial de los sustratos de 4H-SiC no están claras, lo que dificulta a los investigadores desarrollar nuevas técnicas de procesamiento específicas para eliminarlos. Por lo tanto, identificar con precisión los daños subsuperficiales en los sustratos de 4H SiC y dilucidar sus propiedades y orígenes es de gran importancia para mejorar la calidad de los sustratos de 4H SiC.

2.Investigación sobre daños en el subsuelo por 4H-SiC

Recientemente, los investigadores identificaron con precisión el daño subsuperficial en sustratos de 4H SiC a través de corrosión fotoquímica y analizaron las propiedades del daño subsuperficial mediante espectroscopia Raman y corrosión alcalina fundida.

Fig.1 (a) Diagrama esquemático de la corrosión fotoquímica, así como imágenes de microscopía óptica y microscopía de fuerza atómica del daño del subsuelo en un sustrato de 4H-SiC después de la corrosión fotoquímica; (b) Diagrama esquemático de la corrosión alcalina fundida, así como imágenes de microscopía electrónica de barrido y óptica de daños en el subsuelo en un sustrato de 4H-SiC después de la corrosión alcalina fundida.

Fig. 2 (a) Molienda; (b) Pulido mecánico químico; c) Corrosión fotoquímica; Y (d) diagrama esquemático del sustrato 4H-SiC y el daño de su subsuperficie después de la corrosión alcalina fundida.

Los resultados de la investigación indican que el daño del subsuelo sigue siendo cristalino y sólo se ve afectado por el estrés. Después de la corrosión alcalina fundida, la morfología del daño subsuperficial es similar a la de los rayones superficiales en la corrosión alcalina fundida, y su tamaño es similar al tamaño de las partículas abrasivas utilizadas durante el proceso de molienda. Esto indica que el daño subsuperficial en el sustrato 4H SiC se introduce principalmente por el esmerilado del sustrato, en lugar de por el pulido químico mecánico.

Para suprimir el daño del subsuelo, es necesario mejorar el proceso de pulido del sustrato o extender el tiempo de pulido mecánico químico para eliminar completamente la capa de daño introducida por el pulido. Esto contribuirá al desarrollo de tecnología de procesamiento de sustratos 4H-SiC de alta calidad.

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