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硅单晶材料多型缺陷有什么影响

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母性泛滥本子全彩本子: 发布日期:2020-04-16 00:00 来源: 点击:

提高硅晶体质量,就意味着必须降低晶体中得缺陷,正如单晶材料设备厂家所说,PVT法生长硅单晶需要控制的工艺参数较多,并且这些参数在生长过程中不断发生变化,所以对晶体中的缺陷控制比较困难。硅单晶的缺陷主要包括微管、多型、位错、层错和小角晶界等。由于SiC晶体中一种缺陷的存在往往会诱发其它缺陷产生,因此,对这些缺陷进行研究并且在晶体生长过程中对其进行有效的控制,对于提高SiC晶体质量是非常重要的。

确保单一晶型对于SiC衬底是非常重要的,晶型的转变不但会严重破坏SiC晶体的结晶完整性、改变材料的电学特性,还为微管缺陷提供了成核点,并延伸至晶锭的其余部分。不同SiC晶型之间的本质区别就在于<0001>晶向上Si-C双原子层的堆垛顺序发生了改变。当堆垛次序保持不变时,SiC晶体的晶型就不会改变。当晶体生长是通过SiC生长表面上台阶的繁殖进行时,相对容易保持单一类型。然而,SiC生长过程中有一个台阶聚集的倾向,这就会形成大的台面,台阶边缘数量的减少,会使得到达的Si和C原子可能无法扩散到台阶边缘,而在台面中心形成新的晶核,这些新晶核可能具有与底层材料不同的双层堆垛次序,从而导致晶型的改变。

在晶体生长过程中,各种晶型的SiC晶体不存在固定的形成温度范围。温度、杂质、压力、过饱和度、籽晶取向和极性以及生长区Si/C原子比,都会影响到SiC多型结构的形成。由于多型共生会对晶体的结晶质量产生致命的影响,从某种意义上说,如何抑制和消除多型共生缺陷,是PVT法SiC晶体生长研究的一个重要任务。

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