碳化硅单晶微管道缺陷研究

论文摘要

SiC晶体被称为第三代宽禁带半导体材料,具有宽带隙,高击穿电场,高饱和电子漂移速度和高导热性,是制作高温度,高功率,高频率和低损耗器件的良好材料。微管道是目前影响SiC晶体材料质量重要缺陷,因此SiC晶体微管道的测量和表征既是我国正处于起步阶段的SiC晶体材料研究工作的一部分,又对促进我国SiC晶体材料生长技术研究和生产具有重要意义。本文着重研究了SiC晶体微管道测量的两种方法,即KOH腐蚀法和不腐蚀测试法,并对方法及其测量结果进行比较分析,实现对SiC单晶微管道缺陷这一表征SiC单晶质量的重要参数的快速准确的测量。论文建立了一套用熔融KOH腐蚀法测量SiC晶体微管道密度和位错密度的方法;首次提出并建立SiC晶体微管道密度测量的非破坏方法。单晶生长方法以及生长技术水平等因素使得目前SiC单晶片的价格还很昂贵,熔融KOH腐蚀法会严重腐蚀被测晶片,腐蚀后晶片既无法用于生产也无法用于其它测试。而本文的非破坏方法克服了这一点,这对于昂贵的SiC晶体材料有着突出的现实意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 SiC材料
• 1.1.1 SiC材料的基本性质
• 1.1.2 SiC材料的发展历史及现状
• 1.2 本课题研究内容及意义
• 第二章 SiC晶体的缺陷
• 2.1 SiC的基本物理化学性能
• 2.2 SiC的晶体结构
• 2.3 SiC晶体的缺陷
• 2.3.1 位错
• 2.3.2 微管道
• 第三章 SiC晶体缺陷测试技术/方法研究
• 3.1 前言
• 3.2 样品
• 3.3 熔融KOH腐蚀法
• 3.3.1 实验设备及试剂
• 3.3.2 实验过程
• 3.3.3 实验结果
• 3.4 体视显微镜观测未腐蚀晶片
• 3.4.1 实验设备及试剂
• 3.4.2 实验过程
• 3.4.3 实验结果
• 3.5 完整晶片的微管道数据的测量
• 3.5.1 制作掩膜
• 3.5.2 测量
• 第四章 测试结果及分析
• 4.1 实验结果
• 4.1.1 腐蚀实验的结果
• 4.1.2 未腐蚀实验的结果
• 4.1.3 对比实验的结果
• 4.2 结果讨论
• 4.2.1 SiC的微管道分布
• 4.2.2 两种方法的比较
• 4.2.3 准确性
• 第五章 全文总结
• 5.1 主要创新及成果
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢