Оптический контроль параметров подложек и эпитаксиальных структур карбида кремния
Карбид кремния SiC - базовый материал современной экстремальной и силовой электроники. Характеризация подложек и многослойных эпитаксиальных композиций на основе SiC требует развития современных методов оперативного контроля. В работе продемонстрированы оптические бесконтактные неразрушающие методы контроля кинетических параметров носителей заряда, толщины слоев, качества поверхности. Использованы методики, в основе которых лежат физические процессы взаимодействия потока фотонов с монокристаллом SiC. С помощью аппроксимации ИК-спектров отражения определены значения концентрации и подвижности носителей заряда, толщины слоев в многослойных эпитаксиальных структурах, а также охарактеризовано качество обработки поверхности подложки. Полученные данные проконтролированы независимыми методами исследований. Предложенный алгоритм комбинированного использования изложенных методов обеспечивает оперативный контроль подложек и эпитаксиальных композиций с достижением воспроизводимых характеристик и функциональных параметров.
- Ключевые слова: карбид кремния, эпитаксиальный слой, ИК-отражение, спектр
- Информация о финансировании: работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России (проект № 03.G25.31.0243)
- Опубликовано в разделе: Технологические процессы и маршруты
- Для цитирования: Лучинин В. В., Панов М. Ф., Павлова М. В., Рыбка Ф. Е. Оптический контроль параметров подложек и эпитаксиальных структур карбида кремния // Изв. вузов. Электроника. 2022. Т. 27. № 2. С. 175–186. doi: https://doi.org/10.24151/1561-5405-2022-27-2-175-186
Лучинин Виктор Викторович
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург, Россия
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург, Россия
Панов Михаил Федорович
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)
Павлова Мария Владимировна
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)
Рыбка Федор Евгеньевич
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), г. Санкт-Петербург, Россия
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), г. Санкт-Петербург, Россия
1. Лучинин В. В., Таиров Ю. М. Карбид кремния – алмазоподобный материал с управляемыми наноструктурно-зависимыми свойствами // Наноиндустрия. 2010. № 1. С. 36–40.
2. Лучинин В. В. Отечественная экстремальная ЭКБ: карбидокремниевая индустрия СПбГЭТУ «ЛЭТИ» // Наноиндустрия. 2016. № 4 (66). С. 40–51.
3. Уханов Ю. И. Оптические свойства полупроводников. М.: Наука, 1977. 366 с.
4. Characterization of carrier concentration and mobility in n-type SiC wafers using infrared reflectance spectroscopy / K. Narita, Y. Hijikata, H. Yaguchi et al. // Japanese Journal of Applied Physics. 2004. Vol. 43. No. 8R. P. 5151–5156. doi: https://doi.org/10.1143/JJAP.43.5151
5. Пшеницын В. И., Абаев М. И., Лызлов Н. Ю. Эллипсометрия в физико-химических исследованиях. Л.: Химия, 1986. 152 с.
6. Handbook of optical constants of solids. Vol. 1–3 / ed. E. D. Palik. San Diego: Academic Press, 1985–1998.
7. Kimoto T., Cooper J. A. Fundamentals of silicon carbide technology: growth, characteri-zation, devices and applications. Singapore: John Wiley & Sons, 2014. XIV, 538 p. doi: https://doi.org/10.1002/9781118313534
8. Панов М. Ф., Растегаев В. П., Корлякова С. А. Спектральная интерференция в карбидокремниевой n−–n+-структуре // Журнал технической физики. 2014. Т. 84. № 8. С. 151–153.
9. Батавин В. В., Концевой Ю. А., Федорович Ю. В. Измерение параметров полупро-водниковых материалов и структур. М.: Радио и связь, 1985. 264 с.
10. Характеризация функциональных областей карбидокремниевых эпитаксиальных и приборных структур методом РЭМ в режиме контраста легирования / А. В. Афанасьев, В. А. Голубков, В. А. Ильин и др. // Изв. СПбГЭТУ ЛЭТИ. 2020. № 6. С. 72–77.
11. Афанасьев А. В., Ильин В. А., Лучинин В. В., Решанов С. А. Анализ эпитаксии карбида кремния из газовой фазы как базового процесса в технологии силовой электроники. Обзор // Изв. вузов. Электроника. 2020. Т. 25. № 6. С. 483–496. doi: https://doi.org/10.24151/1561-5405-2020-25-6-483-496
2. Лучинин В. В. Отечественная экстремальная ЭКБ: карбидокремниевая индустрия СПбГЭТУ «ЛЭТИ» // Наноиндустрия. 2016. № 4 (66). С. 40–51.
3. Уханов Ю. И. Оптические свойства полупроводников. М.: Наука, 1977. 366 с.
4. Characterization of carrier concentration and mobility in n-type SiC wafers using infrared reflectance spectroscopy / K. Narita, Y. Hijikata, H. Yaguchi et al. // Japanese Journal of Applied Physics. 2004. Vol. 43. No. 8R. P. 5151–5156. doi: https://doi.org/10.1143/JJAP.43.5151
5. Пшеницын В. И., Абаев М. И., Лызлов Н. Ю. Эллипсометрия в физико-химических исследованиях. Л.: Химия, 1986. 152 с.
6. Handbook of optical constants of solids. Vol. 1–3 / ed. E. D. Palik. San Diego: Academic Press, 1985–1998.
7. Kimoto T., Cooper J. A. Fundamentals of silicon carbide technology: growth, characteri-zation, devices and applications. Singapore: John Wiley & Sons, 2014. XIV, 538 p. doi: https://doi.org/10.1002/9781118313534
8. Панов М. Ф., Растегаев В. П., Корлякова С. А. Спектральная интерференция в карбидокремниевой n−–n+-структуре // Журнал технической физики. 2014. Т. 84. № 8. С. 151–153.
9. Батавин В. В., Концевой Ю. А., Федорович Ю. В. Измерение параметров полупро-водниковых материалов и структур. М.: Радио и связь, 1985. 264 с.
10. Характеризация функциональных областей карбидокремниевых эпитаксиальных и приборных структур методом РЭМ в режиме контраста легирования / А. В. Афанасьев, В. А. Голубков, В. А. Ильин и др. // Изв. СПбГЭТУ ЛЭТИ. 2020. № 6. С. 72–77.
11. Афанасьев А. В., Ильин В. А., Лучинин В. В., Решанов С. А. Анализ эпитаксии карбида кремния из газовой фазы как базового процесса в технологии силовой электроники. Обзор // Изв. вузов. Электроника. 2020. Т. 25. № 6. С. 483–496. doi: https://doi.org/10.24151/1561-5405-2020-25-6-483-496
Поделиться