N摻雜對6H-SiC氧化速率特性的影響.pdf

1、碳化硅(SiC),作為寬禁帶半導(dǎo)體的典型代表,具有寬禁帶、高擊穿電場、高載流子飽和漂移速率、高熱導(dǎo)率、高功率密度等等許多優(yōu)點(diǎn)。SiC材料和Si一樣,能夠直接熱氧化生長氧化薄膜。因此Si工藝中很多方法可以直接應(yīng)用到SiC工藝中。所以對SiC材料氧化工藝的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。但是國內(nèi)目前還對此缺乏系統(tǒng)研究。尤其是摻雜對SiC氧化特性的影響仍是具有爭論的問題。本文采用工藝實(shí)驗(yàn)和測試表征相結(jié)合的研究方法,結(jié)合電學(xué)測試和物理表征手段對6H-S

2、iC中摻雜濃度對于在干氧氧化條件下氧化速率的影響進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　本文首先研究了SiC氧化工藝的理論基礎(chǔ),推導(dǎo)并分析了Si工藝中的經(jīng)典氧化模型—Deal-Grove模型。并針對SiC氧化的特點(diǎn),將模型修正后加以運(yùn)用。本文試圖嘗試從化學(xué)反應(yīng)的原理上解釋和分析SiC熱氧化,因此運(yùn)用阿倫尼烏斯公式來量化氧化速率和溫度及材料物體特性(包括材料形貌、結(jié)構(gòu)和分子鍵能等)之間的關(guān)系。
　　本文實(shí)驗(yàn)樣品為山東大學(xué)生產(chǎn)的研究級N摻雜的n型

3、6H-SiC,摻雜濃度分別為9.53×1016cm-3、1.44×1017cn-3、2.68×1018cm-3。在干氧氛圍中,分別在1050℃和1150℃溫度下,對樣品氧化2、4、6、8、10個小時。并用橢偏儀對樣品的氧化厚度進(jìn)行測試,利用SIMS對樣品中N的濃度進(jìn)行測試。
　　本文實(shí)驗(yàn)得到了氧化薄膜厚度與時間和摻雜濃度的相關(guān)關(guān)系圖。數(shù)據(jù)顯示晶片的氧化速率隨著摻雜濃度的升高而升高。然后利用修正的Deal-Grove模型,提取出線性