Кристалл SiC и отраслевые стандарты для монокристаллов карбида кремния

Кристалл SiC и отраслевые стандарты для монокристаллов карбида кремния

PAM-XIAMEN продает кристалл SiC 4H, который используется для силовых электронных устройств и микроволновых устройств. Было обнаружено, что существует более 250 политипов монокристалл карбида кремния, но наиболее распространенными политипами являются кубический плотноупакованный 3C-SiC и гексагональный плотноупакованный 4H и 6H-SiC. Среди них наиболее широко используется 4H-SiC. Эти политипы кристаллов SiC имеют одинаковый химический состав, но их физические свойства, особенно характеристики полупроводников, такие как ширина запрещенной зоны, подвижность носителей и напряжение пробоя, сильно различаются. Основная технология выращивания кристаллов SiC - PTV. Кристаллы карбида кремния, которые вы можете купить у нас, показаны ниже:

1. Технические характеристики монокристалла SiC.

Пункт 1

Карбид кремния (SiC) 4-дюймовый кристалл Спецификация
класс Производственный класс Исследовательская степень Манекен
Polytype 4H
Диаметр 100,0 мм ± 0,5 мм
Тип носителя N-типа
удельное сопротивление 0,015 ~ 0,028 Ом · см
Ориентация 4,0 ° ± 0,2 °
Первичная плоская Ориентация (10-10} ± 5,0 °
Первичная плоская Длина 32,5 мм ± 2,0 мм
Secondary Квартира Ориентация Si-лицо: 90 ° по часовой стрелке. от первичной плоскости ± 5 °
C-образная поверхность: 90 ° по часовой стрелке. от первичной плоскости ± 5 °
Вторичная плоская Длина 18,0 мм ± 2,0 мм
Краевые трещины от света высокой интенсивности
Шестигранные пластины с помощью света высокой интенсивности
Области типа поли с высокой интенсивностью света
Плотность микротрубок
Край чип

 

Пункт 2

6-дюймовый слиток карбида кремния (SiC)
класс Производственный класс Исследовательская степень Манекен
Тип поли 4H
Диаметр 150,0 мм ± 0,5 мм
Тип носителя N-типа
удельное сопротивление 0,015 ~ 0,028 Ом · см
Ориентация 4,0 ° ± 0,2 °
Первичная плоская Ориентация {10-10} ± 5,0 °
Первичная плоская Длина 47,5 мм ± 2,5 мм
Краевые трещины от света высокой интенсивности
Шестигранные пластины с помощью света высокой интенсивности
Области политипа с помощью света высокой интенсивности
Плотность микротрубок
Край чип

 

2. О кристаллической структуре 4H SiC.

Кристалл SiC представляет собой стабильное соединение C и Si. Структура кристаллической решетки SiC состоит из двух плотно расположенных подрешеток. Каждый атом Si (или C) связан с окружающим атомом C (Si) ориентированной прочной тетраэдрической sp3-связью. Тетраэдрическая связь SiC очень прочная, но энергия образования дефектов упаковки очень мала. Эта особенность определяет явление политипа карбида кремния. Порядок наложения двухатомного слоя C / Si каждого политипа различен. Кристаллическая структура карбида кремния типа 4H показана на следующем рис.

Кристаллическая структура 4H-SiC

3. Свойства карбида кремния.

Ширина запрещенной зоны кристалла SiC в 2–3 раза больше, чем у Si.проводимость примерно в 4,4 раза выше, чем у Si, критическое электрическое поле пробоя примерно в 8 разскорость дрейфа насыщения электронов вдвое больше, чем у Si. Эти свойства монокристалла SiC делают его предпочтительным материалом для полупроводниковых устройств с высокой частотой, большой мощностью, высокой термостойкостью и радиационной стойкостью.

4. Стандарты индустрии монокристаллических слитков карбида кремния.

Поскольку выращивание монокристаллов карбида кремния PAM-XIAMEN строго соответствует отраслевым стандартам, а также используется современное оборудование и технологии, дефекты кристаллов SiC низкие. Более подробную информацию об отраслевом критерии см. В следующих частях.

4.1 Тестовая ориентация монокристаллического карбида кремния

Этот стандарт определяет метод определения ориентации кристаллов SiC с использованием метода ориентации дифракции рентгеновских лучей и применим для определения ориентации кристаллов монокристаллов карбида кремния с кристаллическими формами 6H и 4H.

Атомы в кристалле SiC расположены в трехмерном периодическом порядке, который можно рассматривать как состоящий из серии параллельных плоскостей с расстоянием между поверхностью d. Когда на плоскость падает параллельный монохроматический рентгеновский луч, а разность оптического пути между рентгеновскими лучами на соседних плоскостях в n раз превышает длину волны (n - целое число), возникает дифракция. Используйте счетчик для обнаружения дифракционной линии и определения ориентации кристалла монокристаллического карбида кремния в соответствии с положением, в котором он появляется, как показано на рисунке.

Условия геометрической дифракции

Когда угол между падающим лучом и плоскостью зацепления равен, длина волны рентгеновского излучения λ, расстояние между кристаллическими плоскостями d и порядок дифракции n одновременно удовлетворяют закону Брэгга, интенсивность рентгеновского дифракционного луча достигает максимума. Обычный кристалл SiC относится к гексагональной кристаллической системе, и соотношение между межплоскостным расстоянием d и параметрами элементарной ячейки a, c и индексом Миллера h, K, l показано в формуле:

формула для ориентации кристалла SiC

Монокристалл 4H-SiC 2ѳ углы (мишень Cu ka1λ = 0,15406 нм)

Дифракционная поверхность hk1
(100) 33,549 °
(004) 35,670 °
(110) 59,994 °
(201) 71,2333 °
(008) 75,760 °
Примечание: обозначение оценок (hkl) эквивалентно (hkil), j = - (k + h).

 

В воспроизводимых условиях стандартное отклонение полного углового отклонения кристалла SiC, измеренного этим методом, составляет менее 0,25 °.

4.2 Рамановское кольцо рассеяния для определения политипа кристалла SiC

Для кубического кристалла карбида кремния различные методы наложения двухатомных слоев Si-C образуют разные типы кристаллов. Таким образом, существует три категории: 3C, nH и 3nR. В этих символах буквы C (кубическая), H (гексагональная) и R (треугольник) используются для обозначения типа решетки кристалла SiC, а n используется для обозначения количества единиц химической формулы (карбид кремния), содержащихся в элементарная ячейка. 3C-SiC имеет только один активный режим комбинационного рассеяния. Эта мода колебаний является троекратной вырожденной и может быть разделена на поперечную моду с волновым числом 796 см.-1и продольная мода с волновым числом 972 см.-1. Структуры nH-SiC и 3nR-SiC более сложны. Чем больше n, тем больше атомов (2n) содержится в примитивной ячейке и тем больше количество активных мод комбинационного рассеяния. Теоретически количество комбинационных активных мод 2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC и 15R-SiC составляет соответственно 4, 10, 16 и 18. Рамановский активный модуль кристаллической структуры политипов SiC отличается, и положение где генерируется пик комбинационного рассеяния, также отличается. Поэтому он используется для определения структуры затравочного кристалла SiC.

Рамановская спектроскопия 4H-SiC:

Рамановский спектр 4H SiC

Данные рамановской спектроскопии различных бульных кристаллов SiC:

Polytype Кристаллическая система Группа точек Рамановская спектральная линия волновое число см-1
3C-SiC Кубический Td 796 сек. 972 сек.
2H-SiC Кубический C6v 264 Вт, 764 Вт, 799 Вт, 968 Вт
4H-SiC, Кубический C6v 196w, 204s, 266w, 610w, 776s, 796w, 964s
6H-SiC Кубический C6v 145 Вт, 150 м, 236 Вт, 241 Вт, 266 Вт, 504 Вт, 514 Вт, 767 Вт, 789 Вт, 797 Вт, 889 Вт, 965 Вт
15R-SiC Трехсторонний C3v 167 Вт, 173 Вт, 255 Вт, 256 Вт, 331 Вт, 337 Вт, 569 Вт, 573 Вт, 769 Вт, 785 Вт, 797 Вт, 860 Вт, 932 Вт, 938 Вт, 965 Вт
Примечание: s в волновом числе линии спектра комбинационного рассеяния означает сильную, m означает среднюю, а w означает слабую.
4.3 Измерение электрических свойств монокристаллического карбида кремния Ван дер Пау

Для испытания электрических параметров монокристаллического материала SiC используется метод Ван дер Пау. Для образца монокристаллической пластины из карбида кремния произвольной формы и одинаковой толщины вокруг образца расположены четыре омических контактных электрода A, B, C и D. Типичное положение образца и электродов Ван-дер-Пау показано на рисунке 1. Ток и напряжение образца измеряются при нулевом магнитном поле и магнитном поле соответственно, а удельное сопротивление и коэффициент Холла монокристалла карбида кремния можно рассчитать по формуле ( 1) и формулы (2). По знаку коэффициента Холла можно определить тип проводимости SiC слиток. Substituting resistivity and Hall coefficient into formula (3) can calculate the Hall mobility of SiC disc.

Формула собственности

В формуле:

P - удельное сопротивление (Ом-см);

Ru - коэффициент холла (см3/ C);

uH - подвижность зала (см2/Против);

Ts- толщина образца (см)

VЧАС - напряжение холла (В);

VОКРУГ КОЛУМБИЯ, ВДо нашей эры- напряжение, измеренное между электродами постоянного тока и BC соответственно;

IА.Б.и яНашей эры- ток, протекающий между электродами AB и AD соответственно;

B - магнитный поток, перпендикулярный образцу (Тл)

F - поправочный коэффициент Ван дер Пау

Когда коэффициент Холла отрицательный, тип проводимости кристалла SiC является N-типом, а когда коэффициент Холла положительный, тип проводимости - P-тип. В условиях повторяемости относительное стандартное отклонение результатов измерения этим методом составляет менее 20%.

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

Поделиться этой записью