用高光谱成像技术寻找碳化硅(SiC)缺陷

碳化硅是一种极具发展前景的高频、高温、高功率电子器件材料。然而，由于材料中存在各种潜在的扩展缺陷，许多基于sic的电子器件的商业化一直面临着挑战。

视频1。碳化硅缺陷特征

为了提高碳化硅的性能，人们对晶体生长过程中缺陷的形成和扩展进行了大量的研究。虽然这些结果在促进碳化硅商业化的技术上取得了重大进展，但扩展缺陷形成和扩散的机理尚未完全了解。

在碳化硅中有一系列不同的扩展缺陷。其中最有害的三种是螺纹位错、生长内堆积错误和重组诱导堆积错误(risf)。

risf很难管理，因为它们在器件运行期间扩展，并导致双极器件(如引脚二极管)的开启电压持续增加。膨胀是由risf附近的自由载流子复合引起的。

缺陷识别方法

电致发光可以用来识别扩展缺陷，因为RISFs在2.89eV (430nm)的紫色发光。束缚断层区域的部分位错也在1.8 eV (690 nm)处发光。

在4H-SiC中，在器件运行期间，观察到部分位错沿着碳芯部分位错发展出绿色发光。即使risf通过退火收缩，也保留了发射。

从视频1中可以看出，risf沿几次电流注入膨胀，绿色发光中心沿部分位错移动。这意味着，硼杂质等点缺陷可以诱导在载体注入和risf下在SiC内部移动。

光子等的IMA-EL™高光谱成像仪是专门用于研究电致发光材料的。欧洲杯足球竞彩该仪器用于同时获取缺陷的空间和光谱信息。该技术能够快速准确地识别4H-SiC中导致绿色发光的缺陷类型。

在设备连续运行一段时间后，随后在700ºC的氮气气氛中退火以收缩risf致发光成像如图1a所示。

当risf再次膨胀后，器件在400-780nm光谱范围内进行电致发光采集，步长为2nm，显示时间为30s。利用IMA采集的单幅单色图像，可以对不同类型的缺陷进行分离。

图1b为risf的峰值发射，中心位置为424nm，图1c和1d为534nm和720nm处的部分位错。从图2中“1”和“2”两个区域的光谱响应可以看出，由于risf的影响，pd在424nm处表现出类似的尖锐发射，而在530-540nm处则表现出更宽的发射。

结合空间和光谱信息，可以将后者的发射归因于移动的硼杂质。

图1所示。退火后的真实彩色EL (a)和高光谱EL (b-d)图像

图2。区域1和2的EL光谱

结论

利用该方法可以有效地识别不同类型故障的发光带IMA-EL™来自Photon的高光谱成像仪等．这将有助于更好地了解碳化硅材料中缺陷的形成和扩展。欧洲杯足球竞彩

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