PAM-XIAMEN có thể cung cấp cho bạn chất nền SiC loại P, vui lòng xem thêm thông số kỹ thuật:https://www.powerwaywafer.com/p-type-silicon-carbide-substrate-and-igbt-devices.html.

Tinh thể đơn SiC có các đặc tính của dải rộng, điện trường đánh thủng tới hạn cao, độ dẫn nhiệt cao, tốc độ trôi bão hòa sóng mang cao và độ ổn định tốt. Trong số vô số dạng tinh thể của SiC, 4H-SiC có độ linh động điện tử cao và tính dị hướng yếu, khiến nó trở thành vật liệu chính để sản xuất các thiết bị điện tử công suất cao có thể hoạt động dưới điện áp cao.

1. Ý nghĩa nghiên cứu của chất nền SiC loại P pha tạp PVT Grown Al

Thông thường, điện trở suất của các tinh thể đơn 4H-SiC phải khá thấp. Các tinh thể đơn SiC loại 4H loại N có điện trở suất nhỏ hơn 30 mΩ·cm đã được điều chế bằng phương pháp Vận chuyển hơi vật lý (PVT), đạt được các ứng dụng công nghiệp. Tuy nhiên, đối với các tinh thể đơn 4H-SiC loại p có điện trở suất thấp, sự phát triển của chúng chậm hơn đáng kể so với các tinh thể đơn SiC 4H loại n. Cho đến nay, điện trở suất của các tinh thể đơn SiC loại 4H SiC có điện trở suất thấp vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu vẫn chưa giảm xuống dưới 30 mΩ·cm. Đặc biệt, điện trở suất của các tinh thể đơn SiC 4H loại p được điều chế bằng phương pháp PVT công nghiệp hóa thường chỉ có thể giảm xuống khoảng 100 mΩ·cm. Điều này hạn chế nghiêm trọng sự phát triển của các thiết bị điện quan trọng như bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện 4H-SiC (IGBT) kênh n có thể hoạt động ở điện áp cao (> 10 kV).

2. Nghiên cứu về hiệu quả bù trừ trong PVT Grown P-Type 4H-SiC

Có hai lý do chính hạn chế sự phát triển của SiC 4H loại p có điện trở suất thấp. Thứ nhất, sự ion hóa không hoàn toàn của tạp chất loại p Al. Năng lượng ion hóa của Al trong 4H-SiC là khoảng 0,23 eV, dẫn đến tốc độ ion hóa chỉ 5%-30% đối với Al ở nhiệt độ phòng. Thứ hai, có rất nhiều trung tâm bồi thường. Mặc dù người ta từng tin rằng tạp chất nitơ (N) bị pha tạp không chủ ý là trung tâm bù trừ chính, nhưng kết quả thực nghiệm cho thấy số lượng trung tâm bù thường lớn hơn nồng độ pha tạp N. Điều này cũng có nghĩa là còn có những trung tâm bồi thường khác chưa được biết đến.

Thông qua các tính toán nguyên lý đầu tiên, người ta nhận thấy rằng các chỗ khuyết cacbon hóa trị dương (VC2+) là trung tâm bù trừ chính trong 4H-SiC pha tạp Al. Khi nồng độ pha tạp Al tăng lên, năng lượng hình thành của VC2+ giảm xuống, do đó giữ mức Fermi của 4H-SiC ở các vị trí sâu hơn. Điều này hạn chế nghiêm trọng sự gia tăng nồng độ chất mang do sự gia tăng nồng độ pha tạp Al trong 4H-SiC và hạn chế việc điều chế SiC loại p có điện trở suất thấp. Khi nồng độ pha tạp Al rất cao (>1020 cm-3), các nguyên tử Al xen kẽ hóa trị ba dương (Ali3+) cũng xuất hiện, điều này có thể góp phần một phần vào hiệu ứng bù. Các kết quả nghiên cứu trên dự kiến ​​sẽ hướng dẫn các nhà nghiên cứu phát triển các phương pháp kiểm soát khuyết tật cho 4H-SiC trong điều kiện cân bằng không nhiệt động, triệt tiêu hoặc thậm chí loại bỏ các trung tâm bù, từ đó đạt được việc điều chế được 4H-SiC loại p có điện trở suất thấp.

Hình 1 (a) Sơ đồ tác động bù của VC2+ và Ali3+ trên Alsi1-; (b) sơ đồ năng lượng hình thành của các phức Al, VC và AlSi-VC được tính toán theo nguyên tắc đầu tiên.

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi email tạivictorchan@powerwaywafer.com và powerwaymaterial@gmail.com.