Oxydation du carbure de silicium

Oxydation du carbure de silicium

Le processus d'oxydation du carbure de silicium est simple. lesubstrat de carbure de siliciumpeut être directement oxydé thermiquement pour obtenir du SiO2 sur le substrat. Le carbure de silicium est le seul semi-conducteur composé qui peut obtenir du SiO2 de haute qualité par oxydation thermique du carbure de silicium. La formule théorique est la suivante:

SiC + 1,5O2 → SiO2 + CO

C'est-à-dire que pour faire croître 100 nm de SiO2, du carbure de silicium de 46 nm est consommé. Le processus d'oxydation du carbure de silicium est divisé en méthode sèche et méthode humide.

Le taux d'oxydation de surface du carbure de silicium est lié à la polaire du carbure de silicium:

Parmi tous les plans cristallins, le taux d'oxydation du plan de carbone (000-1) est le plus rapide, et celui du plan de silicium (0001) est le plus lent. Le taux d'oxydation de la surface de carbone (000-1) est de 8 à 15 fois celui de la surface de silicium (0001). Lorsqu'il est oxydé à 1000 ° C pendant 5 heures, la surface de silicium (000-1) est de 80 nm et la surface de carbone (0001) est de 10 nm. L'oxydation du carbure de silicium à haute température est également une méthode destructive pour identifier la polarité.

De plus, le taux d'oxydation du carbure de silicium est proche d'une parabole:

d ^ 2 + Ad = Bt

d est l'épaisseur du film d'oxydation de carbure de silicium, t est le temps, et A et B sont les paramètres mesurés.

En fait, il existe d'autres formes d'oxydation:

SiC + O2 → SiO2 + C

En conséquence, il peut y avoir des défauts de carbone.Il existe plusieurs façons de réduire les défauts à l'interface entre SiO2 et SiC:

1. Recuit après l'état d'oxydation du carbure de silicium: Recuit sous gaz inerte (Ar / N2) après oxydation thermique.

2. Oxydation et nitridation: après oxydation thermique, faire passer le gaz contenant N (NO / N2O / NH3) pour le recuit; ou s'oxyder directement dans le gaz N (NO / N2O / NH3).

3. Oxydation ou recuit dans d'autres atmosphères / solutions: y compris la solution POCl3 / Na, etc.

4. Déposez d'autres couches:

  • Le défaut d'oxydation thermique directe du carbure de silicium est de 1,3 × 10 ^ 11cm-2. En revenant à la méthode d'origine, en déposant du Si, puis en s'oxydant thermiquement en SiO2, le nombre de défauts est de 1,2 × 10 ^ 10 cm-2. Il est à noter qu'il est très difficile de caractériser l'interface. TEM, XPS, AES, EELS sont tous difficiles à obtenir de bons résultats, donc le nombre est douteux.
  • Déposer d'autres isolants, tels que Al2O3, AlN, AlON, etc.

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