人工晶体学报

作者：郭钰, 刘春俊, 张新河, 沈鹏远, 张博, 娄艳芳, 彭同华, 杨建

单位：1.北京天科合达半导体股份有限公司,北京 102600; ；2.深圳市重投天科半导体有限公司,深圳 518108

关键词：碳化硅,同质外延,外延生长,缺陷,位错,小坑,

基金：北京市科协卓越工程师培养计划

碳化硅(SiC)外延质量会直接影响器件的性能和使用寿命,在SiC器件应用中起到关键作用。SiC外延质量一方面受衬底质量的影响,例如衬底的堆垛层错(SF)会贯穿到外延层中形成条状层错(BSF),螺位错(TSD)会贯穿到外延层中形成坑点或Frank型层错(Frank SF)等。另一方面受到外延工艺的影响,如在外延过程中衬底的基平面位错(BPD)受应力等条件作用会滑移形成Σ形基平面位错(Σ-BPD),衬底的TSD或刃位错(TED)会衍生为腐蚀坑(Pits),以及新产生SF和硅滴等。因此,获得高质量的SiC外延晶片需要从优选SiC衬底和优化外延工艺两方面入手。本文对外延生长过程中晶体缺陷如何转化并影响器件性能进行了系统分析和综述,并基于北京天科合达半导体股份有限公司量产的高质量6英寸SiC衬底,探讨了常见缺陷,如BPD、层错、硅滴和Pits等的形成机理及其控制技术,并对Σ-BPD的产生机理和消除方法进行研究,最终获得了片内厚度和浓度均匀性良好、缺陷密度低的外延产品,完成了650和1 200 V外延片产品的开发和产业化工作。

来源：2024年第2期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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