Полупроводниковый карбид кремния (4H SiC) обладает превосходными свойствами, такими как широкая запрещенная зона, высокая напряженность поля пробоя, высокая подвижность электронов, высокая теплопроводность и хорошая химическая стабильность. Он продемонстрировал важный потенциал применения в таких областях, как силовая электроника, радиочастотное сверхвысокочастотное излучение и квантовая информация. Подложка 4H-SiC является основным материалом для различных устройств 4H-SiC. Дополнительные характеристики подложек SiC, предлагаемые PAM-XIAMEN, см.https://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-wafer-substrate.html.

1. Почему нам следует изучать подповерхностное повреждение подложки 4H-SiC?

Механическая обработка подложки 4H-SiC в основном включает нарезку, шлифовку и химико-механическую полировку. Из-за высокой твердости и хрупкости 4H-SiC он подвержен значительным повреждениям в процессе механической обработки. Несмотря на то, что химико-механическая полировка может обеспечить гладкую поверхность, пригодную для эпитаксиального роста на подложках 4H-SiC, в их подповерхностных областях все равно могут быть повреждения. Эти подповерхностные повреждения могут служить точками зарождения дислокаций при последующем росте эпитаксиальных пленок 4H SiC, серьезно влияя на качество эпитаксиальных пленок 4H SiC.

В настоящее время свойства и причины подповерхностных повреждений подложек 4H-SiC не ясны, что затрудняет разработку целенаправленных новых методов обработки для их устранения. Поэтому точная идентификация подповерхностных повреждений в подложках 4H SiC и выяснение их свойств и происхождения имеют большое значение для улучшения качества подложек 4H SiC.

2.Исследование подповерхностного повреждения 4H-SiC

Недавно исследователи точно определили подповерхностные повреждения подложек 4H SiC в результате фотохимической коррозии и проанализировали свойства подповерхностных повреждений с помощью рамановской спектроскопии и щелочной коррозии расплава.

Рис.1 (а) Принципиальная схема фотохимической коррозии, а также изображения подповерхностных повреждений на подложке 4H-SiC после фотохимической коррозии, полученные оптической и атомно-силовой микроскопией; (б) Схематическая диаграмма коррозии расплавленной щелочи, а также изображения оптической и сканирующей электронной микроскопии подповерхностных повреждений на подложке 4H-SiC после коррозии расплавленной щелочью.

Рис. 2 (а) Шлифование; (б) химико-механическая полировка; с) фотохимическая коррозия; И (d) схематическая диаграмма подложки 4H-SiC и ее подповерхностного повреждения после коррозии расплавленной щелочью.

Результаты исследования показывают, что подповерхностные повреждения все еще являются кристаллическими и на них влияет только стресс. После коррозии расплавом щелочи морфология подповерхностных повреждений аналогична морфологии поверхностных царапин при коррозии расплавом щелочи, а ее размер аналогичен размеру абразивных частиц, используемых в процессе шлифования. Это указывает на то, что подповерхностные повреждения подложки 4H SiC в основном возникают в результате шлифования подложки, а не химико-механической полировки.

Для подавления подповерхностных повреждений необходимо усовершенствовать процесс шлифовки подложки или продлить время химико-механической полировки для полного удаления слоя повреждений, нанесенного шлифовкой. Это будет способствовать развитию технологии высококачественной обработки подложек 4H-SiC.

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте по адресуvictorchan@powerwaywafer.com и powerwaymaterial@gmail.com.