人工晶体学报

作者：江奕天, 叶正, 蔡子东, 伍子豪, 房育涛, 夏云, 陈刚, 胡浩林, 万玉喜

单位：深圳平湖实验室，深圳 518111

关键词：碳化硅,P型掺杂,8英寸,外延生长,可用面积率,二次离子质谱,

基金：深圳市科技计划(KJZD20240903102738050);深圳市科技计划(JCYJ20241202130514019)

本文针对高压碳化硅（SiC）功率器件对高质量P型高掺杂外延层的迫切需求，系统研究了基于三甲基铝（Al（CH3）3， TMA）前驱体的8英寸（1英寸=2.54 cm）4H-SiC同质外延生长技术。通过优化高温化学气相沉积（CVD）过程中的关键参数，成功在8英寸4°偏角4H-SiC衬底上实现了外延层铝（Al）掺杂浓度大于1.00×1019 cm-3的可控掺杂，外延层纵向掺杂均匀性良好，并利用表面缺陷检测技术分析了掺杂浓度对缺陷形貌的影响规律。结果表明，当Al掺杂浓度超过1.35×1019 cm-3时，晶格失配应力会诱导表面形貌恶化，且恶化程度随Al掺杂浓度升高而加剧。通过进一步优化生长条件，最终在高于1.00×1019 cm-3的高掺杂浓度下，将致命缺陷密度成功抑制在0.156 cm-2的水平，从而使3 mm×3 mm芯片面积的可用面积率达到99.0%。本研究为实现高质量、大尺寸P型4H-SiC外延层的制备提供了有效的技术方案，为其在高压功率器件中的产业化应用提供了坚实的材料基础。

来源：2026年第3期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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