人工晶体学报

作者：罗东, 贾伟, 王英民, 戴鑫, 贾志刚, 董海亮, 李天保, 王利忠, 许并社

单位：1.太原理工大学,新材料界面科学与工程教育部重点实验室,太原 030024; ；2.中国电子科技集团公司第四十六研究所,天津 300220; ；3.山西烁科晶体有限公司,太原 030024; ；4.太原理工大学材料科学与工程学院,太原 030024

关键词：p型4H-SiC,物理气相传输,单晶衬底,结构表征,Al掺杂,第一性原理,半导体,

基金：山西省重点研发项目(201903D111009);山西浙大新材料与化工研究院(2021SX-AT002);国家自然科学基金(61604104,21972103,61904120);山西省自然科学基金(201901D111109)

p型4H-SiC是制备高功率电力电子器件的理想衬底材料,但由于工艺技术的制约,国内尚无能力生产高质量、大尺寸、低电阻的p型4H-SiC单晶衬底。本文使用物理气相传输(PVT)法制备了直径为4英寸(1英寸=2.54 cm)Al掺杂的p型4H-SiC单晶衬底。通过KOH腐蚀表征样品位错密度,使用高分辨X射线衍射(HRXRD)表征其晶体质量,利用拉曼光谱扫描确定其晶型,采用非接触式电阻测试仪测试其电阻率。结果表明,衬底整体位错密度较低,结晶质量良好,晶型稳定且衬底全片电阻率小于0.5 Ω·cm。通过第一性原理平面波超软赝势方法对本征4H-SiC及Al元素掺杂后样品的体系进行能带结构、电子态密度的计算。结果表明Al掺杂后样品禁带宽度减小,费米能级穿过价带,体现出p型半导体的特征。研究结果为大规模生产高质量、低电阻的p型4H-SiC衬底提供思路。

来源：2022年第7期

《人工晶体学报》期刊编辑部

查看人工晶体学报杂志2022年第7期