8英寸导电型4H-SiC单晶衬底制备与表征

作者：娄艳芳; 巩拓谌; 张文; 郭钰; 彭同华; 杨建; 刘春俊^*

来源：人工晶体学报, 2022, 51(12): 2131-2136.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.20221208.001

• 8英寸SiC单晶衬底
• 物理气相传输法
• X射线摇摆曲线
• 微管密度
• 翘曲度和弯曲度
• 位错密度

使用物理气相传输法(PVT)通过扩径技术制备出直径为209 mm的4H-SiC单晶，并通过多线切割、研磨和抛光等一系列加工工艺制备出标准8英寸SiC单晶衬底。使用拉曼光谱仪、高分辨X射线衍射仪、光学显微镜、电阻仪、偏光应力仪、面型检测仪、位错检测仪等设备，对8英寸衬底的晶型、结晶质量、微管、电阻率、应力、面型、位错等进行了详细表征。拉曼光谱表明8英寸SiC衬底100%比例面积为单一4H晶型；衬底(004)面的5点X射线摇摆曲线半峰全宽分布在10.44″～11.52″;平均微管密度为0.04 cm-2;平均电阻率为0.020 3Ω·cm。使用偏光应力仪对8英寸SiC衬底内部应力进行检测表明整片应力分布均匀，且未发现应力集中的区域；翘曲度(Warp)为17.318μm,弯曲度(Bow)为-3.773μm。全自动位错密度检测仪对高温熔融KOH刻蚀后的8英寸衬底进行全片扫描，平均总位错密度为3 293 cm-2,其中螺型位错(TSD)密度为81 cm-2,刃型位错(TED)密度为3 074 cm-2,基平面位错(BPD)密度为138 cm-2。结果表明8英寸导电型4H-SiC衬底质量优良，同比行业标准达到行业先进水平。

• 单位
  北京天科合达半导体股份有限公司