シリコン炭化物単結晶のSICクリスタルと業界の基準

Pam-Xiamenには、電子電子デバイスとマイクロ波パワーデバイス用の4H SICクリスタルが販売されています。 250を超えるポリタイプがあることがわかっています炭化ケイ素単結晶、しかし、最も一般的なポリタイプは、3C-SICと六角形の密集した4Hおよび6H-SICです。その中で、4H-SICが最も広く使用されています。これらのSIC結晶のポリタイプは同じ化学組成を持っていますが、その物理的特性、特にバンドギャップ、キャリアの移動度、破壊電圧などの半導体特性はまったく異なります。主なSICクリスタル成長技術はPTVです。あなたが私たちから購入できるシリコン炭化物の結晶は、次のように示されています。

1。SIC単結晶の仕様

アイテム1

炭化シリコン（SIC）4インチクリスタル仕様
グレード	プロダクショングレード	研究グレード	ダミーグレード
ポリタイプ	4H
直径	100.0mm±0.5mm
キャリアの種類	N型
抵抗率	0.015～0.028Ω・cm
オリエンテーション	4.0°±0.2°
プライマリ フラット方向	(10-10}±5.0°
一次平坦長さ	32.5mm±2.0mm
セカンダリ フラット方向	SI-FACE：90°CW。プライマリフラット±5°から
	Cフェイス：90°CW。プライマリフラット±5°から
二次平坦長さ	18.0mm±2.0mm
高強度の光によるエッジ亀裂	–	–	–
高強度の光によるヘックスプレート	–	–	–
高強度の光によるポリタイプの領域	–	–	–
マイクロパイプの密度	–	–	–
エッジチップ	–	–	–

 

アイテム2

炭化シリコン（sic）6インチのインゴット仕様
グレード	プロダクショングレード	研究グレード	ダミーグレード
ポリタイプ	4H
直径	150.0mm±0.5mm
キャリアの種類	N型
抵抗率	0.015～0.028Ω・cm
オリエンテーション	4.0°±0.2°
プライマリ フラット方向	{10-10} ±5.0°
一次平坦長さ	47.5mm±2.5mm
高強度の光によるエッジ亀裂	–	–	–
高強度の光によるヘックスプレート	–	–	–
高強度光によるポリタイプの領域	–	–	–
マイクロパイプの密度	–	–	–
エッジチップ	–	–	–

 

2。約4H SIC結晶構造

SICクリスタルは、CおよびSiの安定した化合物です。 SICクリスタル格子構造は、2つの密に配置されたサブラティスで構成されています。各Si（またはC）原子は、配向した強力な四面体SP3結合により、周囲のC（SI）原子に結合されます。 SICの四面体結合は非常に強いですが、積み重ね障害形成のエネルギーは非常に低いです。この機能は、炭化シリコンのポリタイプの現象を決定します。各ポリタイプのc/si二原子層の積み重ね順序は異なります。 4Hタイプのシリコン炭化物結晶構造は、次の図に表示されます。

3. 炭化ケイ素の特性

SICクリスタルの禁止された帯域幅は、SIの2〜3倍です。シリコン炭化物サーマル導電率はSIの導電率の約4.4倍であり、重大な分解電場は約8倍ですSiのそれ、および電子の飽和漂流速度はSiの2倍です。 SIC単結晶のこれらの特性により、高頻度、高出力、高温抵抗、放射抵抗を持つ半導体デバイスに優先材料になります。

4。シリコン炭化物単結晶インゴット産業基準

Pam-Xiamenのシリコン炭化物の単結晶の成長は、業界の基準に厳密に遵守されており、高度な機器と技術が使用されているため、SIC結晶欠陥は低いです。業界基準の詳細については、次の部品を参照してください。

4.1単結晶シリコン炭化物のテスト方向

この標準は、X線回折方向法を使用してSIC結晶方向を決定する方法を指定し、6Hと4Hの結晶型を備えた炭化ケイ素単結晶の結晶配向の決定に適用できます。

SIC結晶の原子は、表面距離dを持つ一連の平行平面で構成される3次元の周期的な方法で配置されます。平行な単色X線が平面に入射し、隣接する平面上のX線間の光経路の差がその波長（nは整数）である場合、回折が発生します。カウンターを使用して回折ラインを検出し、図に示すように、表示されている位置に応じて、単結晶炭化物シリコンの結晶方向を決定します。

入射ビームとエンゲージメント平面間の角度がѳ、X線波長λ、結晶面Dの間の距離、および回折順序nがBraggの法則を同時に満たす場合、X線回折ビーム強度は最大に達します。一般的なSIC結晶は六角形の結晶系に属し、平面間隔DとユニットセルパラメーターA、CおよびMiller Index H、K、Lの関係は、式に示されています。

4H-SIC単結晶2ѳ角度（CuターゲットKA₁λ=0.15406nm)

回折面 hk1	2ѳ
（100）	33.549°
（004）	35.670°
（110）	59.994°
（201）	71.2333°
（008）	75.760°
注：（HKL）グレード表記は（hkil）、j = - （k+h）に相当します。

 

再現可能な条件下では、この方法で測定されたSIC結晶の総角度偏差の標準偏差は0.25°未満です。

4.2 SICクリスタルのポリタイプを決定するためのラマンscattcring

Cubic Carbide Crystalの場合、Si-Cダイア原子層の間の異なる積み重ね方法は、異なる結晶タイプを形成します。要約すると、3C、NH、3NRの3つのカテゴリがあります。これらのシンボルでは、文字C（キュービック）、H（六角形）、およびR（三角）を使用してSIC結晶の格子型を示すために使用され、Nを使用してユニットセルに含まれる化学式単位（炭化ケイ素）の数を示します。 3C-SICには、ラマンアクティブモードが1つしかありません。この振動モードは三重縮退であり、796cmの波数で横方向モードに分割できます^-1972cmの波数を持つ縦方向モード^-1。 NH-SICと3NR-SICの構造はより複雑です。 Nが大きいほど、原始セルに含まれる原子の数（2N）が多く、ラマンアクティブモードの数が大きくなります。理論的には、2H-SIC、4H-SIC、6H-SIC、および15R-SICのラマンアクティブモードの数はそれぞれ4、10、16、および18です。SICポリタイプの結晶構造のラマンアクティブモジュラスは異なり、ラマンピークが生成される位置も異なります。したがって、SICシード結晶構造を決定するために使用されます。

4H-SiCラマン分光法:

さまざまなSICブールクリスタルのラマン分光法データ：

ポリタイプ	クリスタルシステム	点群	ラマンスペクトルライン波数Cm-1
3C-SiC	キュービック	Td	796年代、972年代
2H-SiC	キュービック	C6V	264w、764w、799w、968w
4H-SiCの	キュービック	C6V	196W、204S、266W、610W、776S、796W、964S
6H-SiCの	キュービック	C6V	145W、150M、236W、241W、266W、504W、514W、767M、789S、797W、889W、965S
15R-SiC	三者	C3v	167W、173M、255W、256W、331W、337W、569W、573W、769S、785S、797M、860W、932W、938W、965S
注：ラマンスペクトルラインの波数のSは強いことを意味し、Mは中程度、Wは弱いことを意味します。

4.3 van der pauwによる単結晶シリコン炭化物の電気特性の測定

SIC単結晶材料の電気パラメーターテストは、ファンデルポー法を採用しています。シリコン炭化物の単一結晶ウェーハサンプルの任意の形状と均一な厚さの場合、サンプルの周りに4つのオーム系接触電極A、B、C、およびDが作成されます。典型的なファンデルポーサンプルと電極位置を図1に示します。サンプルの電流と電圧は、それぞれゼロ磁場と磁場で測定され、炭化シリコン炭化物単結晶の抵抗率とホール係数は、式（1）および式（2）で計算できます。ホール係数の符号を使用して、導電率のタイプを決定できますSiCインゴット。抵抗率とホール係数を式（3）に置き換えると、SICディスクのホールの移動度を計算できます。

式では次のようになります。

P – 抵抗率 (オーム-cm);

Ru – ホール係数 (cm³/ C）;

uH – ホール移動度 (cm²/ Vs）;

T_s– サンプルの厚さ (cm)

V_H – ホール電圧 (V);

V_DC、V_BCDC電極とBC電極の間でそれぞれ電圧が測定されていますか。

私_ABそして私_ADそれぞれABとADの電極間を通過する電流です。

B - サンプルに垂直な磁束（t）

F - van der pauw補正係数

ホール係数が負の場合、SIC結晶導電率タイプはN型であり、ホール係数が正の場合、導電率タイプはp型です。再現性条件下では、この方法の測定結果の相対標準偏差は20％未満です。

詳細については、メールでお問い合わせください[email protected] と [email protected].