一种n型磷掺杂碳化硅晶体的制备方法技术

技术编号:46334578 阅读:6 留言:0更新日期:2025-09-09 19:12
本申请属于半导体材料技术领域,具体涉及一种n型磷掺杂碳化硅晶体的制备方法。所述n型磷掺杂碳化硅晶体的制备方法,所述磷原子通过碳化硅晶体中硅原子与中子俘获核反应转换得到,包括以下步骤:测定待掺杂碳化硅晶体的初始电学性能;根据目标电阻率计算磷原子目标掺杂浓度,并判断是否对碳化硅晶体进行磷原子掺杂;采用中子源对待掺杂碳化硅晶体进行中子辐照处理使硅原子转化为磷原子,实现磷原子的掺杂;对掺杂的磷原子进行激活处理,得到n型磷掺杂碳化硅晶体。本申请的有益效果包括:本申请所述方法通过中子辐照条件精准调控碳化硅中内源性硅转换为磷,从而实现碳化硅中掺杂磷的方法;工艺简单,成本低,且不改变碳化硅晶体的晶型。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于半导体材料,具体涉及一种n型磷掺杂碳化硅晶体的制备方法


技术介绍

1、碳化硅(sic)晶体是第三代宽禁带半导体材料,具有高击穿场强(其击穿场强是硅的10倍)、高热导率(其热导率是硅的3倍)、高电子饱和漂移速率等特性。其物理化学稳定性优异,适用于高温、高频、高功率场景,如新能源汽车、光伏储能、轨道交通等领域。

2、碳化硅晶体在实现导电型和半绝缘型性质时,通常采用掺杂技术。掺杂是向晶体中引入杂质,以改善其导电性质。碳化硅晶体的掺杂分为n型掺杂和p型掺杂。在n型掺杂中,将价电子为5的元素(如氮、磷、砷等),掺入到碳化硅晶体中,杂质原子形成施主杂质,增加自由电子密度,改变晶体导电性。碳化硅半导体的掺杂方法主要包括高温扩散、离子注入和原位扩散。

3、由于碳化硅键能高、掺杂剂在晶体中的扩散系数很低,传统的高温扩散工艺在碳化硅晶体中难以实现有效的掺杂;离子注入是通过高能离子束将杂质原子注入到碳化硅晶圆中,离子注入设备成本高、工艺复杂,适用于碳化硅外延制备后的半导体器件制造工艺环节;目前碳化硅早期阶段晶体生长工艺的掺杂方式是原位掺杂,即本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种n型磷掺杂碳化硅晶体的制备方法,其特征在于,所述磷原子通过碳化硅晶体中硅原子与中子俘获核反应转换得到,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种n型磷掺杂碳化硅晶体的制备方法,其特征在于,所述待掺杂碳化硅晶体包括碳化硅晶棒、碳化硅晶片、碳化硅衬底和碳化硅外延层中的一种或多种;

3.根据权利要求1所述一种n型磷掺杂碳化硅晶体的制备方法,其特征在于,所述初始电学性能包括待掺杂碳化硅晶体的初始电阻率、背景磷杂质浓度、载流子浓度和电子迁移率中的一种或多种;

4.根据权利要求3所述一种n型磷掺杂碳化硅晶体的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,磷原子目标掺...

【技术特征摘要】

1.一种n型磷掺杂碳化硅晶体的制备方法,其特征在于,所述磷原子通过碳化硅晶体中硅原子与中子俘获核反应转换得到,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种n型磷掺杂碳化硅晶体的制备方法,其特征在于,所述待掺杂碳化硅晶体包括碳化硅晶棒、碳化硅晶片、碳化硅衬底和碳化硅外延层中的一种或多种;

3.根据权利要求1所述一种n型磷掺杂碳化硅晶体的制备方法,其特征在于,所述初始电学性能包括待掺杂碳化硅晶体的初始电阻率、背景磷杂质浓度、载流子浓度和电子迁移率中的一种或多种;

4.根据权利要求3所述一种n型磷掺杂碳化硅晶体的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,磷原子目标掺杂浓度的计算方法如下所示:

5.根据权利要求1所述一种n型磷掺杂碳化硅晶体的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述磷原子目标掺杂浓度为1014-1.5×1...

【专利技术属性】
技术研发人员:王宏伟张晗吕建华
申请(专利权)人:深圳麒磷晶源半导体有限公司
类型:发明
国别省市:

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