Falhas de empilhamento em wafers de SiC 6H: o que os compradores devem saber

A densidade de falhas de empilhamento é o número de falhas de empilhamento por unidade de área de um wafer SiC 6H, geralmente relatado por cm². Uma falha de empilhamento é um defeito planar onde a sequência normal ABCACB de camadas atômicas é quebrada. Uma densidade mais alta pode aumentar a corrente de fuga e reduzir a vida útil da portadora, e sob polarização direta algumas falhas podem aumentar e degradar os dispositivos bipolares.

O que é uma falha de empilhamento

O carboneto de silício existe em muitos politipos. Eles compartilham a mesma química e diferem apenas na forma como as bicamadas de Si-C se empilham. 6H SiC repete-se a cada seis camadas (ABCACB) e 4H SiC a cada quatro (ABCB). Quando uma camada fica na posição errada, uma fina placa de cristal acaba com um empilhamento local diferente. Essa laje é uma falha de empilhamento. Como sua estrutura de banda difere ligeiramente do cristal 6H circundante, ele pode capturar ou recombinar portadores de carga.

Como a densidade de falhas de empilhamento é medida

• Imagem ou mapeamento de fotoluminescência (PL).Falhas de empilhamento são emitidas em comprimentos de onda diferentes do cristal hospedeiro, então elas aparecem em mapas PL em todo o wafer. Este é o método mais prático para inspeção completa de wafers.
• Topografia de raios X.Ele mostra defeitos estendidos em grandes áreas sem danificar o wafer.
• Microscopia eletrônica de transmissão (TEM).Ele mostra falhas individuais em resolução atômica, mas apenas em uma pequena amostra. É usado para análise, não para inspeção de rotina.

Ao comparar números de fornecedores diferentes, verifique o método, a área que foi mapeada e a exclusão de borda. Os resultados de diferentes métodos não são diretamente comparáveis.

O que causa falhas de empilhamento

Condições de crescimento de cristal

A maioria das bocha de SiC são cultivadas por transporte físico de vapor (PVT). Gradientes de temperatura, taxas de crescimento instáveis ​​e flutuações na relação Si/C facilitam o empilhamento incorreto das camadas. Eles também podem causar inclusões de outros politipos.

Qualidade da semente

Defeitos no cristal-semente tendem a se espalhar para a bocha. As luxações do plano basal são particularmente preocupantes, porque podem posteriormente transformar-se em falhas de empilhamento.

Impurezas e dopagem

Impurezas não controladas e dopagem não uniforme alteram as condições locais de crescimento e podem aumentar a densidade dos defeitos.

Processamento de wafer

Fatiar e triturar causam danos na superfície. O polimento e o CMP precisam remover totalmente esse dano, caso contrário, tensões residuais e arranhões permanecerão na superfície sobre a qual o fabricante do dispositivo construiu.

Como as falhas de empilhamento afetam o desempenho do dispositivo

Elétrica

Falhas de empilhamento atuam como locais de recombinação e aprisionamento. Nos diodos, isso pode aparecer como um vazamento reverso maior. Em dispositivos bipolares, a energia de recombinação pode fazer com que algumas falhas aumentem sob a corrente direta, o que aumenta a tensão direta ao longo do tempo. Este efeito, conhecido como degradação bipolar, está bem documentado no SiC.

Óptico

As falhas adicionam níveis de energia dentro do bandgap e alteram a emissão e a absorção. Isso é importante quando o 6H SiC é usado como substrato para dispositivos optoeletrônicos.

Epitaxia e rendimento

Defeitos na superfície podem ser transportados para a camada epitaxial, e cada matriz defeituosa é um potencial rejeito.

6H ou 4H?

Para a maioria dos dispositivos de energia atuais, o 4H SiC é a escolha usual devido à sua maior mobilidade eletrônica ao longo do eixo c. O 6H SiC ainda é usado em pesquisas, em alguns trabalhos optoeletrônicos e em certas aplicações de substratos. Veja nossoPágina de wafer 4H SiCse você está decidindo entre os dois.

O que perguntar ao seu fornecedor de wafer

1. A densidade de falhas de empilhamento é especificada ou apenas a densidade de microtubos e deslocamentos?
2. Qual método e área de mapeamento são usados?
3. Você pode compartilhar mapas de inspeção do lote entregue?

Zhonggui Semiconductor fatia, mói, chanfra e dá polimento (CMP)Bolachas de SiCinternamente em uma sala limpa classe 100 em Yangzhou. Envie essas perguntas com sua consulta e informaremos quais dados estão disponíveis para seu pedido.

Perguntas frequentes

Quais unidades são usadas para empilhar a densidade de falhas?Geralmente falhas por cm² (areal). Alguns estudos de seção transversal usam uma densidade linear por cm.

As falhas de empilhamento podem ser removidas após o crescimento?Geralmente não. Eles são controlados principalmente nas fases de crescimento dos cristais e seleção de sementes.

Uma densidade mais baixa é sempre melhor?Para dispositivos eletrônicos e ópticos, sim. Compare isso com o custo e as necessidades reais do seu dispositivo.