Ge掺杂碳化硅晶体的生长缺陷

无机材料学报, 2016, 31(11): 1166-1170. doi: 10.15541/jim20160129

Ge掺杂碳化硅晶体的生长缺陷

张福生 ^1, , 陈秀芳 ^2, , 崔潆心 ^3, , 肖龙飞 ^4, , 谢雪健 ^5, , 徐现刚 ^6, , 胡小波 ^7,

1.山东大学晶体材料国家重点实验室,济南,250100

2.山东大学晶体材料国家重点实验室,济南250100;全球能源互联网(山东)协同创新中心,济南250061

3.山东大学晶体材料国家重点实验室,济南,250100

4.山东大学晶体材料国家重点实验室,济南,250100

5.山东大学晶体材料国家重点实验室,济南,250100

6.山东大学晶体材料国家重点实验室,济南250100;全球能源互联网(山东)协同创新中心,济南250061

7.山东大学晶体材料国家重点实验室,济南250100;全球能源互联网(山东)协同创新中心,济南250061

基金项目: 国家自然科学基金(51321091,51502156) Hi-Tech Research and Development Program of China(863 Program)(2015AA033302) National Natural Science Foundation of China(51321091,51502156) 国家高技术研究发展计划(863计划)(2015AA033302)

关键词：物理气相传输法 , Ge掺杂 , SiC晶体 , 晶格常数

Defects in Ge Doped SiC Crystals

Keywords： physical vapor transport , Ge doping , SiC crystal , lattice parameters

采用物理气相传输法(PVT)制备了2英寸Ge掺杂和非掺SiC晶体,并使用二次离子质谱仪(SIMS)、显微拉曼光谱(Raman spectra)仪、体式显微镜、激光共聚焦显微镜(LEXT)和高分辨X射线衍射(HRXRD)仪等测试手段对其进行了表征.结果表明,Ge元素可以有效地掺入SiC晶体材料中,且掺杂浓度达到2.52×1018/cm3,伴随生长过程中Ge组份的消耗和泄漏,掺杂浓度逐渐降低;生长初期高浓度Ge掺杂会促使6H-SiC向15R-SiC晶型转化,并随着生长过程中Ge浓度的降低快速地转回6H-SiC稳定生长.用LEXT显微镜观察发现,生长初期过高的Ge掺杂导致空洞明显增多,位错密度增加,掺杂晶体中位错密度较非掺晶体增大一倍.HRXRD分析表明掺Ge能增大SiC晶格常数,这将有利于提高与外延Ⅲ族氮化物材料适配度,并改善器件的性能.

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