面向高压大功率应用的SiC外延层少数载流子寿命调控机理研究

In the high voltage and high power applications, it is difficult to take fully advantage of the excellent properties of SiC material due to the existence of C void traps reduce the minority carrier lifetime in SiC epitaxial layer, which weakens the function of the conductivity modulation in SiC bipolar devices. The traditional oxidation process to enhance the minority carrier lifetime is time consuming and inefficient. Besides, the interstitial C atoms distribution is not uniform after the oxidation process. And, there is little report on the formation mechanism of interstitials C atoms and its influence on the minority carrier lifetime in the epitaxial layer. This project is going to analyze the formation mechanism of interstitial C atoms during SiC oxidation and the relationship between the density of C atoms and the traps in epitaxial layer. Based on theoretical analysis, it is supposed to uniform the institial C atoms distribution and increase the efficiency through the SiC trench oxidation regulating the minority carrier lifetime.

由于C空位缺陷的存在，SiC外延层中的少数载流子寿命低，SiC双极器件的电导调制作用弱，面向高压大功率应用中不能完全发挥SiC的材料优势。传统的SiC氧化工艺提高SiC外延层中的少数载流子寿命方法耗时长，效率低；间隙C原子在外延层中的分布并不均匀；并且对于间隙C原子产生机理以及间隙C原子浓度对外延层中缺陷的影响尚未有研究。本项目拟分析SiC氧化过程中间隙C原子产生的机理以及间隙C原子浓度与外延层缺陷的关系，在理论分析的基础上，通过SiC沟槽氧化调控外延层载流子寿命，使间隙C原子在外延层中的分布更加均匀，并且降低扩散时间，提高了工艺效率。

由于C空位缺陷的存在，SiC外延层中的少数载流子寿命低，SiC双极器件的电导调制作用弱，面向高压大功率应用中不能完全发挥SiC的材料优势。传统的SiC氧化工艺提高SiC外延层中的少数载流子寿命方法耗时长，效率低；间隙C原子在外延层中的分布并不均匀；并且对于间隙C原子产生机理以及间隙C原子浓度对外延层中缺陷的影响尚未有研究。本项目通过分析SiC氧化过程中间隙C原子产生的机理以及间隙C原子浓度与外延层缺陷的关系，在理论分析的基础上，通过SiC沟槽氧化调控外延层载流子寿命，使间隙C原子在外延层中的分布更加均匀，并且降低扩散时间，提高了工艺效率。搭建了一套OCVD方法进行载流子寿命测试载流子寿命测试的系统，可以进行裸晶圆测试。采用沟槽氧化的方法，进行了少子寿命的研究,发现沟槽（1-100）面效果比（11-20）晶面更有效。