Le carbure de silicium semi-conducteur (4H SiC) possède d'excellentes propriétés telles qu'une large bande interdite, une intensité de champ de claquage élevée, une mobilité électronique élevée, une conductivité thermique élevée et une bonne stabilité chimique. Il a démontré un potentiel d’application important dans des domaines tels que l’électronique de puissance, les micro-ondes radiofréquence et l’information quantique. Le substrat 4H-SiC est le matériau fondamental pour divers dispositifs 4H-SiC. Pour plus de spécifications de substrat SiC proposées par PAM-XIAMEN, veuillez vous référer àhttps://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-wafer-substrate.html.

1. Pourquoi devrions-nous étudier les dommages causés sous la surface du substrat 4H-SiC ?

Le traitement mécanique du substrat 4H-SiC comprend principalement le tranchage, le meulage et le polissage chimico-mécanique. En raison de la dureté et de la fragilité élevées du 4H-SiC, il est sujet à des dommages importants lors de son processus d'usinage. Même si le polissage chimico-mécanique peut fournir une surface lisse adaptée à la croissance épitaxiale sur les substrats 4H-SiC, des dommages peuvent toujours se produire dans leurs sous-surfaces. Ces dommages souterrains peuvent servir de points de nucléation pour des luxations lors de la croissance ultérieure de films épitaxiaux de SiC 4H, affectant sérieusement la qualité des films épitaxiaux de SiC 4H.

À l'heure actuelle, les propriétés et les causes des dommages causés à la surface des substrats 4H-SiC ne sont pas claires, ce qui rend difficile pour les chercheurs de développer de nouvelles techniques de traitement ciblées pour les éliminer. Par conséquent, identifier avec précision les dommages souterrains dans les substrats SiC 4H et élucider leurs propriétés et leurs origines revêt une grande importance pour améliorer la qualité des substrats SiC 4H.

2.Recherche sur les dommages souterrains causés par le 4H-SiC

Récemment, des chercheurs ont identifié avec précision les dommages souterrains sur des substrats SiC 4H grâce à la corrosion photochimique et ont analysé les propriétés des dommages souterrains par spectroscopie Raman et corrosion par les alcalis fondus.

Fig.1 (a) Diagramme schématique de la corrosion photochimique, ainsi que des images de microscopie optique et de microscopie à force atomique des dommages souterrains sur un substrat 4H-SiC après corrosion photochimique ; (b) Diagramme schématique de la corrosion par les alcalis fondus, ainsi que des images en microscopie optique et électronique à balayage des dommages souterrains sur un substrat 4H-SiC après une corrosion par les alcalis fondus.

Figure 2 (a) Broyage ; (b) Polissage chimico-mécanique ; (c) Corrosion photochimique ; Et (d) un diagramme schématique du substrat 4H-SiC et de ses dommages sous-surfaces après corrosion par un alcali fondu.

Les résultats de la recherche indiquent que les dommages souterrains sont encore cristallins et ne sont affectés que par le stress. Après la corrosion par les alcalis fondus, la morphologie des dommages sous la surface est similaire à celle des rayures superficielles lors de la corrosion par les alcalis fondus, et leur taille est similaire à la taille des particules abrasives utilisées pendant le processus de meulage. Cela indique que les dommages causés à la sous-surface du substrat SiC 4H sont principalement provoqués par le meulage du substrat plutôt que par le polissage chimico-mécanique.

Afin de supprimer les dommages souterrains, il est nécessaire d'améliorer le processus de meulage du substrat ou de prolonger le temps de polissage chimico-mécanique pour éliminer complètement la couche de dommages introduite par le meulage. Cela contribuera au développement d’une technologie de traitement de substrat 4H-SiC de haute qualité.

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