书籍：《炬丰科技-半导体工艺》

文章：宽带隙半导体缺陷

编号：JFKJ-21-076

作者：炬丰科技

技术摘要

  由 SiC 和 GaN 半导体制成的最先进的功率开关器件包含高密度的晶体缺陷。大多数这些缺陷存在于初始晶圆中，有些是在器件加工过程中产生的。到目前为止，几乎没有确凿的证据表明晶体缺陷对器件性能、制造良率以及更重要的长期现场可靠性有影响的确切作用，尤其是当器件在极端压力环境下运行时。本文综述了当前最先进的 SiC 和 GaN 功率半导体材料技术，以及晶体缺陷可能对高密度功率开关电子设备产生的潜在影响。碳化硅缺陷包括基面位错、螺纹螺旋位错和螺纹刃位错。BPD 对器件性能的不利影响已得到普遍承认，并且已经付出了很多努力来降低其密度。另一方面，据信进入外延层的 TSD 和 TED 在短期器件性能方面相对温和。然而，有证据表明后一种缺陷对长期器件可靠性有显着影响文章全部详情：壹叁叁伍捌零陆肆叁叁叁，然而，对这些缺陷在高压测试下的行为知之甚少。因此，研究减少这些缺陷对设备性能和可靠性的影响的方法非常重要。据信，就短期器件性能而言，穿入外延层的 TSD 和 TED 相对温和。然而，有证据表明后一种缺陷对长期器件可靠性有显着影响，然而，对这些缺陷在高压测试下的行为知之甚少。因此，研究减少这些缺陷对设备性能和可靠性的影响的方法非常重要。据信，就短期器件性能而言，穿入外延层的 TSD 和 TED 是相对良性的。然而，有证据表明后一种缺陷对长期器件可靠性有显着影响，然而，对这些缺陷在高压测试下的行为知之甚少。因此，研究减少这些缺陷对设备性能和可靠性影响的方法非常重要。

  众所周知，III-N 材料同时存在扩展缺陷和点缺陷，每种缺陷都将挑战材料在能源应用中的使用。扩展缺陷包括边缘型和螺钉型的垂直螺纹位错。后者的缺陷已被证明与垂直两端器件结构的泄漏有关，而前者的影响仍未确定，仍然是一个关键的研究问题。这些扩展缺陷发生在 c 面衬底（主要和最大面积衬底类型）上生长的所有外延层中，并且是缺乏高质量衬底体材料以及衬底表面的结果。即使在目前最好的基板技术中，低缺陷的种子也很少。点缺陷影响低掺杂层和各种复合过程中的背景载流子浓度。III-N 材料的性质使氮空位成为主要点  略

GaN点缺陷的理论和实验识别   略

模拟 4H-SiC 中碳空位缺陷的激发态    略

缺陷业务    略

用于器件制造的块状 III 族氮化物衬底和薄膜的最新技术    略

4H-SiC MOSFET 中空穴陷阱的钝化方案   略

近界面氧化缺陷对商用 SiC MOSFET 稳定性和可靠性的影响   略

减少和识别 GaN 中的扩展缺陷  略

4H SiC 器件中与加工相关的缺陷   略

低于 1016 cm-3 的 GaN 受控掺杂问题   略