SiC-wafermaterial har brett bandgap, hög elektronmättnadsrörlighet och utmärkta termiska egenskaper, vilket har stora möjligheter till användning i högtemperatur-, högfrekvens- och högeffektsenheter. Ytkvaliteten på Si-ytan påverkar direkt kvaliteten på den epitaxiella SiC-filmen och dess anordningars prestanda. Däremot kan defekter på C-ytan öka tätheten av kristalldislokationer, vilket också kan leda till bildandet av defekter i tillväxtskiktet av den epitaxiella tunna filmen och påverka enhetens prestanda. Därför kräver både Si- och C-ytorna på SiC-skivor att deras ytor är ultrasläta, defektfria och oskadade.
PAM-XIAMENkan tillhandahålla CMP-bearbetade kol (C) plana SiC-skivor för undersökningar av enhetsberedning, som MOS-kondensator, specifika parametrar, kontakta vårt säljteam:victorchan@powerwaywafer.com
1.Sstudera på CMPTåterbehandlingav Si Surfaceoch CSditt ansiktepå SiC-substrat
K2S2Os användes som oxidanter och Al2O3-nanopartiklar som slipmedel för att jämföra CMP-poleringseffekterna på Si- och C-ytorna av 6H-SiC-substrat. XPS användes för att analysera påverkansmekanismen för olika kristallytor på deras CMP-poleringseffekter. Det finns en signifikant skillnad i CMP-poleringseffekten mellan Si- och C-ytorna på 6H-SiC-skivor.
Materialavlägsningshastigheten på Si-ytan når ett maximalt värde av 349 nm/h vid pH=6, medan materialavlägsningshastigheten på C-ytan når ett maximalt värde av 1184 nm/h vid pH=2. De polerade Si- och C-ytorna är emellertid relativt jämna, med råhetsvärdena Ra på 0,58 nm respektive 0,55 nm.
Efter polering är XPS-spektra för Si- och C-ytorna i allmänhet lika, men det finns betydande skillnader i atomsammansättningen mellan Si- och C-ytorna. Fig. 1 visar att koncentrationen av O1s-atomer och förhållandet mellan C/Si och O/Si på Si-ytan är högre än de på C-ytan, men koncentrationen av C1s- och Si2p-atomer på C-ytan är högre än så. på Si-ytan. Dessutom är C/Si-förhållandet på båda ytorna högre än deras normala stökiometriska förhållande på 1. Toppintensiteten för Si-C-bindningsenergin på C-planet är högre än på Si-planet, men innehållet av oxidationsprodukter ( såsom Si4-C4-x-O2, Si4-C4-O4, CO och C=O) på Si-planet är högre än på C-planet, som visas i Fig.2. Detta indikerar att oxiderna på C-planet är lättare att avlägsna än på Si-planet, så C-planet är lättare att erhålla en högre materialavlägsningshastighet än på Si-planet.
Fig. 1 XPS-spektrum av polerad yta av 6H-SiC-skiva
Fig. 2 Cls-spektrum av polerade ytor av 6H-SiC (a) Si-yta; (b) C-ansikte
2. Studie av MOS-kondensatorer på Si- och C-Face SiC Wafer
Forskare har studerat korrelationen mellan atomstrukturen och elektriska prestanda hos motsvarande SiC MOS-kondensatorer, och diskuterat de inneboende och yttre effekterna av gränssnittsstruktur och elektriska defekter på bandoffsetmodulering.
Erhållna bandstrukturer av SiO2/SiC-strukturer framställda under olika förhållanden. Resultaten indikerar att ledningsbandsförskjutningen som bestämmer grindens läckström för SiC MOS-enheter och den resulterande grindens oxidtillförlitlighet huvudsakligen beror på substratets orientering och oxidtjocklek. På grund av den mindre ledningsbandsförskjutningen som uppvisas av den tunna oxiden på C-ytans substrat jämfört med Si-ytans substrat, drar den slutsatsen att den minskade tillförlitligheten hos SiC MOS-enheter tillverkade på C-ytan är ett inneboende problem, vilket kan bero på till skillnaden i elektronegativitet mellan Si och C-atomerna bundna till O-atomer vid gränsytan.
Dessutom, med tanke på ackumuleringen av negativa fixerade laddningar vid SiO2/SiC-gränssnittet, kan ökningen av ledningsbandsförskjutningen av tjocka oxider på Si- och C-substrat förklaras av den icke-inneboende bandmoduleringen som orsakas av gränssnittsdefekter.
Ur perspektivet att minska grindläckage är denna utökade bandförskjutning av tjocka MOS-enheter att föredra, men elektriska defekter bör ha en negativ inverkan på enhetens prestanda och tillförlitlighet. Därför är grundläggande strategier som att applicera avsatta grindoxider och använda staplade strukturer i bandteknik väsentliga för att använda MOS-enheter på C-face SiC.
Fig. 3 Si 2p3/2 spektrum av förändringar i den totala mängden mellanliggande oxidtillstånd från oxidgränsytan odlad på SiC (0001) Si och C-ytor
Fig. 4 Mätning och dekonvolution valensbandspektra för SiO2/SiC-strukturer bildade på Si- och C-belagda 4H-SiC-substrat, vilket indikerar att valensbandsförskjutningen för SiO2/SiC på C-ytor är ungefär 0,4 eV högre än på Si-ytan. .
Fig. 5 Energibanddiagram av SiO2/Si- eller C-plan 4H-SiC-struktur genom synkrotron XPS-analys. Mätning av valensbandsförskjutning vid SiO2/SiC-gränssnitt bildad under olika förhållanden.
Referenser:
1. CHEN Guo-mei, NI Zi-feng, QIAN Shan-hua , LIU Yuan-xiang, DU Chun-kuan, ZHOU Ling, XU Yi-e
sv, ZHAO Yong-wu. Inverkan av olika kristallografiska plan på CMP-prestanda hos SiC-skiva
2. Heiji Watanabe, Takuji Hosoi. Grundläggande aspekter av kiselkarbidoxidation
För mer information, vänligen kontakta oss maila påvictorchan@powerwaywafer.com och powerwaymaterial@gmail.com.