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氢等离子体表面处理仪快速清理碳化硅表层杂物C和O

2023年09月12日 11:54:09      来源:深圳市诚峰智造有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:8

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氢等离子体表面处理仪快速清理碳化硅表层杂物C和O:
       碳化硅板材是第3代半导体器件,拥有高临界穿透静电场、高导热系数、高自由电子饱和漂移速度等特性,在高耐压、高溫高频率和防辐射半导体器件层面,能实现硅材料无法实现的大功率无耗的良好性能,是半导体功率器件的方向。
       但经传统湿法处理后的碳化硅表层存在着残留有C杂质和表层易于被氧化等缺陷,导致在碳化硅上不容易形成优良的欧姆接触和低界面态的MOS架构,这严重影响了功率器件的性能。plasma清洁机等离子体提高金属材质物质,干法刻蚀系统可以在低温下形成低能离子和高电离度高浓度高活化高纯氢等离子体,导致在低温下除去C或OH-等杂质离变成了可能。

等离子体表面处理仪       由湿法清洗后和氢等离子体表面处理仪处理后的RHEED图像,我们发现湿法处理碳化硅表层呈点伏状,这表明经湿法处理的碳化硅表层不平整,有局部的突出。而经过等离子处理后的RHEED图像成条纹状,这表明表层非常平整。经传统湿法处理的碳化硅表层存在的主要杂物为碳和氧。这些杂物在低温条件下就可以与H原子发生反应,以CH、和H2O的形式从表层去除掉。经过等离子体处理后表层的氧的含量比传统湿法清洗的表层氧含量显著降低。
       我们知道表层存在杂质C是制造半导体MOS器件或者欧姆接触的一大障碍,如果经氢等离子体表面处理仪处理后Cls的高能尾巴消失,即CC-H污染消失,就会更易于制备高性能的欧姆接触和MOS器件。经等离子体处理后CIs的高能端尾巴消失,同时我们发现未经等离子体处理的碳化硅表层Cls峰相对与等离子体后的Cls迁移了0.4ev,这是由于表层存在C/C-H化合物造成的。
       未经过氢等离子体表面处理仪处理的Si-C/Si-O谱峰强度之比(面积之比)为0.87。经过处理的Si-C/Si-O的XPS谱峰强度之比(面积之比)为0.21,与没有经等离子体处理的相比下降了75%。经过湿法处理的表层Si-O的含量明显高于经过等离子体处理的表层。高能电子衍射(RHEED分析发现氢等离子体表面处理仪处理后的碳化硅表层比传统湿法处理的碳化硅表层更加平整,而且处理后表层出现了(1x1)架构。
       氢等离子体表面处理仪处理可以有效除去表层的碳污染,暴露在空气中30分钟后,发现经氢等离子体表面处理仪处理的碳化硅表层氧的含量能明显低于传统湿法清洗的表层,经氢等离子体表面处理仪处理的表层抗氧化能力显著提高,这就为制造欧姆接触和低界面态的MOS器件打下了良好的基础。

 

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