Oxidación de carburo de silicio

Oxidación de carburo de silicio

El proceso de oxidación del carburo de silicio es sencillo. Lasustrato de carburo de siliciose puede oxidar térmicamente directamente para obtener SiO2 sobre el sustrato. El carburo de silicio es el único semiconductor compuesto que puede obtener SiO2 de alta calidad a través de la oxidación térmica del carburo de silicio. La fórmula teórica es la siguiente:

SiC + 1.5O2 → SiO2 + CO

Es decir, para hacer crecer 100 nm de SiO2, se consume carburo de silicio de 46 nm. El proceso de oxidación del carburo de silicio se divide en método seco y método húmedo.

La tasa de oxidación de la superficie del carburo de silicio está relacionada con el polar del carburo de silicio:

Entre todos los planos cristalinos, la tasa de oxidación del plano de carbono (000-1) es la más rápida y la del plano de silicio (0001) es la más lenta. La tasa de oxidación de la superficie de carbono (000-1) es de 8 a 15 veces la de la superficie de silicio (0001). Cuando se oxida a 1000 ° C durante 5 horas, la superficie de silicio (000-1) es de 80 nm y la superficie de carbono (0001) es de 10 nm. La oxidación del carburo de silicio a alta temperatura también es un método destructivo para identificar la polaridad.

Además, la tasa de oxidación del carburo de silicio está cerca de una parábola:

d ^ 2 + Ad = Bt

d es el espesor de la película de oxidación de carburo de silicio, t es el tiempo y A y B son los parámetros medidos.

De hecho, existen otras formas de oxidación:

SiC + O2 → SiO2 + C

Como resultado, puede haber defectos de carbono. Hay varias formas de reducir los defectos en la interfaz entre SiO2 y SiC:

1. Recocido después del estado de oxidación del carburo de silicio: Recocido en gas inerte (Ar / N2) después de la oxidación térmica.

2. Oxidación y nitruración: después de la oxidación térmica, pase el gas que contiene N (NO / N2O / NH3) para el recocido; o oxidar directamente en gas N (NO / N2O / NH3).

3. Oxidación o recocido en otras atmósferas / soluciones: incluida la solución de POCl3 / Na, etc.

4. Deposite otras capas:

  • El defecto de oxidación térmica directa del carburo de silicio es 1.3 × 10 ^ 11cm-2. Volviendo al método original, depositando Si y luego oxidando térmicamente a SiO2, el número de defectos es 1.2 × 10 ^ 10cm-2. Vale la pena señalar que es muy difícil caracterizar la interfaz. TEM, XPS, AES, EELS son todos difíciles de obtener buenos resultados, por lo que el número es dudoso.
  • Depositar otros aislantes, como Al2O3, AlN, AlON, etc.

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2021-04-26

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