对于非立方晶体,它们天生具有各向异性,不同的方向具有不同的特性。 4H-SiC和6H-SiC的空间群均为P63mc,点群为6mm。
两者都属于六边形系统并具有各向异性。 3C-SiC的空间群为F-43m,点群为-43m。
它属于立方晶系,不具有各向异性。 15R-SiC的空间群为R3m,点群为3m。
它属于三角晶体系统,具有各向异性。此外,6mm和3m属于10个极性组之一(1、2、3、4、6; m,3m; mm2、4mm,6mm),因此4H-SiC,6H-SiC,15R-SiC是极性晶体。
所谓的极性晶体是指晶体中的至少一个方向具有与相反方向不同的特性,可以是电特性(热电特性,铁电特性),生长特性等。也就是说,会有性能差异在相同方向上的正负之间。
各向异性的表达将直接反映在不同晶面的不同性质上。在晶体中,不同的晶面由晶面指数的差异表示。
晶面指数也称为米勒指数,其为(hkl)。具体的表示方法是:建立晶体的坐标系,该晶体平面的截距和坐标轴分别为a,b,c,然后取截距的倒数1 / a,1 / b,1 / c,并最大程度地简化它。
简单的整数比是(hkl)。对于三角形和六边形晶体系统的晶体,(hkl)=(hkil),i = -h-k。
但是,根据晶体的对称性,会有一系列相同的晶体面。例如,(100)和(200)并没有减少到最简单的整数比率。
各向异性有许多应用。种晶在不同方向上的生长特性非常不同。
以晶面(0001)为基准,偏斜一定角度(阶梯流)的晶圆更容易生长碳化硅。电力的性质也有很大的不同。
例如,使用晶面(0-33-8)制备SiCMOSFET。这是因为由于其较低的界面态密度和较高的自由电子比,该表面在所有掺杂浓度下均具有最高的沟道迁移率。
如图所示,当使用10 ^ 18 / cm3的掺杂浓度时,可以实现60cm2V-1s-1的高沟道迁移率和高达4V的阈值电压-该电压足以抑制在10V时的误启动。高温。
它高于(0001)晶面。利用此特性,日本住友电气工业株式会社开发了一种用于SiCMOSFET的新结构。
它具有V形凹槽,并使用(0-33-8)晶面,因此具有更高的迁移率性能。 4H-SiC的(0-33-8)晶面与(0001)晶面形成54.7度的偏角。
三角形和六边形晶体系统的晶胞参数是a和c。晶面(h1k1l1)(h2k2l2)的计算方法如下:制造该器件的关键是使用化学蚀刻工艺形成V形沟槽。
使用二氧化硅作为蚀刻掩模,并在约900°C的氯气氛中进行蚀刻。未蚀刻的表面首先被氧化为二氧化硅;然后被氧化为二氧化硅。
氯气与表面的碳化硅发生化学反应,将其转化为碳,然后与氧气发生反应,形成二氧化碳。生成的氯化硅和二氧化碳在高温下会挥发,并且将(0 -33-8)暴露在晶面上。
注意不能使用离子蚀刻。尽管离子蚀刻是用于形成U形沟槽的常规方法,但是它将引起蚀刻损坏和子沟槽的形成。
从扫描电子显微镜的图像可以看出,化学蚀刻获得了高质量的晶面。原标题:材质|不同的碳化硅晶体面带来新的可能性!文章来源:[微信公众号:旺财芯片]欢迎关注!请指出转载文章的来源。