Study de Distribution of Resistentia Electrical in n-Type 4H-SiC Crystal

4H-SiC, ut materia tertia-generationis semiconductoris, late fascia, alta conductivity scelerisque, et optimae stabilitatis chemicae et scelestae, magni pretii facit et applicationes altae frequentiae. Attamen factor praecipuus harum machinationum exercendis afficiens consistit in distributione resistentiae electricae intra crystallum 4H-SiC, praesertim in crystallis magnis amplis, ubi resistivity uniformis urget exitus in cristallo augmento. Nitrogenium doping ad resistentiam n-type 4H-SiC accommodet, sed ob formas formas globorum radialium et cristalli incrementi implicatas, resistivity distributio saepe inaequabilis fit.

Quomodo Experimentum Conducted?

Experimentum adhibitum est methodum Vaporis Transport (PVT) crescendi crystallis n-type 4H-SiC cum diametro 150 mm. Per mixtionem proportionem gasorum nitrogenis et argonis aptando, moderatio NITROGENI dopingi moderabatur. Certae experimentales gradus comprehenduntur:

Sustinendo crystalli incrementum temperaturae inter 2100°C et 2300°C et incrementum pressionis ad 2 mbarum.

Adaptans fractionem voluminis nitrogenii gasi ab initio 9% usque ad 6% et postea usque ad 9% per experimentum.

Crystallum adultum secans in lagana circiter 0,45 mm crassum ad resistivity mensuras et analysin Raman spectroscopium.

Usura COMSOL programmata simulare campum scelerisque in cristallo augmento ut melius intelligeret distributionem resistivity.

What Did the Research Involve?

Hoc studium involvit crescentes crystallis n-type 4H-SiC cum diametro 150 mm utens methodum PVT et mensurandi et dividendi resistivity in diversis gradibus augmenti distribuendi. Eventus ostendit resistentiam cristalli a gradiente radiali et cristallo augmenti mechanismi moveri, varias notas in diversis gradibus incrementi exhibens.

Quid accidit in primo gradu Crystal Incrementum?

In initiali incrementi crystallini, clivus radialis scelerisque signanter afficit distributionem resistivity. Resistentivitas inferior in media regione crystalli est et paulatim versus margines crescit, ob maiorem gradationem thermarum causans diminutionem in nitrogenis intentionis dopingis a centro ad extremam partem. Nitrogenum doping hoc scaena principaliter movetur a clivo temperatus, cum tabellario retrahitur distributio ostendens notas manifestas secundum variationes temperaturas. Raman spectroscopia mensuras confirmavit tabellarius concentrationem altiorem in centro et inferiorem ad margines esse, respondentem cum eventibus distributionis resistivity.

What Changes Occur in the Mid-Stage of Crystal Growth?

Progrediente cristallo incremento, incrementum oculi expandunt, et gradatim scelerisque radialis decrescit. In hoc statu, quamvis clivus radialis thermae ad resistentiam distributionis afficit, influentia spiralis mechanismi super facetibus cristalliis apparet. Resistentia notabiliter inferior in regionibus faciei comparatis regionum non-facetorum. Raman spectroscopia analysin lagani 23 ostendit tabellarium concentrationem insigniter esse altiorem in faciebus regionibus, significans mechanismum spiralem augeri NITROGENIUM doping promovere, consequens resistivity in his regionibus inferioribus.

What Are Characteristics of the latest Stage Crystal Growth?

In posterioribus incrementi cristalli, incrementum mechanismum super faciem spirae dominatur, adhuc resistivity in facierum regionum reducens et resistentiae differentiam cum centro crystalli augens. Analysis lagani 44 resistentiae distributio revelavit resistivity in regionum facetarum insigniter inferiores esse, altioribus nitrogeniis dopingis in his locis respondentem. Eventus significavit cum crassitudine crystalli augente, influxus mechanismi in vehiculi reductionis spiralis incrementi gradientis radialis scelerisque superat. Concentratio doping NITROGENIUM respective uniformis est in regionibus non-facetis, sed signanter in regionibus faciei altioribus, significans mechanismum doping in regionum facierum vehiculis intentionem et resistentiam distributionis in nuper incrementi stadio gubernare.

Quomodo Gradientes Temperature et Nitrogenium Doping Related?

Eventus experimenti etiam claram positivum correlationem inter NITROGENIUM intentionem dopingem et clivum temperatum ostendit. In scaena praematuro, intentio NITROGENIUM doping altior est in centro et inferior in regiones faciei. Cum crystallum excrescit, nitrogenium decumbens in facierum regionum intentione paulatim crescit, tandem superans illam in centro, differentias resistivity ducens. Hoc phaenomenon potest optimized nistrogenii gasi volutricis fractionis moderando. Analysis simulationis numeralis revelavit reductionem in gradiente scelerisque radiali in nitrogenium magis uniformem conducit ad intentionem dopingis, praesertim evidens in incrementis posterioribus. Experimentum notavit criticum temperaturae clivum (ΔT) sub quo resistivity distributio in uniformem fieri tendit.

Quid est Mechanismus Nitrogenii Doping?

Retrahitur NITROGENIUM doping non solum a caliditate et radiali gradiente thermarum, sed etiam a ratione C/Si, nitrogenii gasi fractionis voluminis, et incrementi. In regionibus non-facetis, nitrogenium doping maxime temperatura et C/Si ratione refrenatur, dum in regionibus facetis, fractio gasi nitrogenii voluminis gravius ​​munus agit. Studium ostendit se adaptando nitrogenium gasi volutricae fractionis in regiones faciei, resistivity efficaciter minui posse, altiorem ferebat intentionem assequendis.

Figura 1(a) loca lagana delectorum depingit, gradus cristalli distinctos repraesentans. Wafer No.1 repraesentat praematurum, No.23 medium scaenam, et No.44 scaenam recentem. In his laganis examinandis inquisitores resistere possunt distributioni resistentiae in diversis gradibus augmenti incrementi.

Figurae 1(b), 1©, et 1(d) respective ostendunt resistivity mappas unctarum n. 1, n. 23, et n. 44, ubi color intensio gradus resistivity indicat, locis obscurioribus regionum quae faciei partes inferiores exhibentes resistentia.

Wafer No.1: Incrementum oculi parvi sunt et ad laganum marginem sita, cum altiore magna resistivity quae a centro ad marginem crescit.

Wafer No.23: Facies dilataverunt et propius laganum centro sunt, cum insigniter inferioris resistivity in facierum regionum et superiorum resistivity in regionibus non-facetis.

Wafer No.44: Facies laganum ad centrum dilatare et movere pergunt, cum resistivity in regionum faciei longe inferiore quam in aliis locis.

Figura 2(a) ostendit latitudinem varietatem incrementi oculorum per diametrum cristallinae directionem ([1120] directionem) supra tempus. Facies ex angustiis regionum in primo gradu incrementi latius dilatantur postea.

Figurae 2(b), 2©, et 2(d) resistentiae distributionem per diametrum directionem ostendunt pro laganis n. 1, n. 23, et n. 44, respective.

Wafer No.1: Influentia oculorum incrementi minima est, cum resistivity paulatim a centro ad marginem crescens.

Wafer No.23: Faciei signanter resistivity demittunt, dum regiones non-facetae altiores gradus resistivity conservant.

Wafer No.44: Facies regionum resistivity inferiores signanter habent quam reliquae lagani, cum effectus sistendi resistivity acutiores fiunt.

Figurae 3(a), 3(b), et 3© respective ostendunt Raman vices LOPC moduli mensurati diversis positionibus (A, B, C, D) in laganis n. 1, No. 23, et No. reputans mutationes in ferebat defectus.

Wafer No.1: Traditio Raman sensim a centro (Point A) ad marginem (Point C) decrescit, significans reductionem in intentione nitrogenii dopingis a centro ad marginem. Nulla mutatio Raman notabilis mutatio in Point D observatur.

Wafers No.23 et No.44: Traductio Raman altior est in regionum faciei (Point D), significans intentionem NITROGENIUM altiorem doping, cum mensuris resistivity humilis consistent.

Figura 4(a) variationem ostendit in cursoribus concentrationis et caliditatis radialis gradientis in diversis positionibus radialibus lagani. Indicat tabellarius intentionem a centro ad marginem decrescere, dum temperatura clivus maior est in statu maturitatis et postea decrescit.

Figura 4(b) illustrat mutationem differentiae in ferebat intentionem inter centrum et laganum centrum cum gradiente temperatura (ΔT). In scaena prima incrementi (Wafer No.1) tabellarius intentio altior est ad centrum laganum quam ad centrum faciei. Sicut crystallus crescit, NITROGENIUM retrahitur in faciei regionum intentione paulatim superat illam in centro, mutato ab negativo in positivum, ostendens crescentem mechanismum incrementi faciei dominatum.

Figura 5 ostendit mutationem resistentiae in centro lagani et centri faciei in tempore. Crescente crystallo, resistentia in centro lagani crescit ab 15.5 mΩ·cm ad 23.7 mΩ·cm, dum resistivity centri faciei initio ad 22.1 mΩ·cm crescit et decrescit ad 19.5 mΩ·cm. Declinatio resistivity in regiones faciei correlat mutationes in fractione gasi nitrogeni voluminis, indicans negationem inter nitrogenii intentionem et resistentiam doping.

conclusiones

Praecipuae studiorum conclusiones sunt quod clivus radialis globi et cristallus incrementum significanter incidat resistivity distributionem in crystallis 4H-SiC;

In primo gradu incrementi cristalli, clivus radialis thermarum determinat tabellarius distributio concentrationis, resistivity inferioris in centro cristalli et in margine superiore.

Cum crystallum crescit, NITROGENIUM remissio concentratio crescit in regionibus faciebus, resistivity demissis, cum differentia resistivity inter regionum facies et centrum cristallum magis apparet.

Clivus temperatus criticus notatus est, notans transitum resistentiae distributionis dominii a gradali scelerisque radiali usque ad machinae incrementi faceti.

Original Source: Xie, X., Kong, Y., Xu, L., Yang, D., & Pi, X. (2024). Distributio resistentiae electricae crystalli n-type 4H-SiC. Acta Crystal Augmentum. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2024.127892