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晶锭缺陷是在碳化硅(SiC)晶体生长过程中产生的晶体结构缺陷,尤其是在使用物理气相输运(PVT)法生长4H-SiC晶锭时。这些缺陷会影响晶体的电学和机械性能,限制其在高性能电子和光电子器件中的应用。了解晶锭缺陷的产生原因及控制方法对于优化生长过程和提高晶体质量具有重要意义。 1 裂纹 (Crack) 1.1 形貌特征在碳化硅晶体的生长过程中,可能会出现内部贯穿型或部分穿透的裂纹,严重时,晶体可能会碎裂成块。这些裂纹的存在严重影响了晶体的整体质量和性能,因为它们会导致电子迁移率降低、机械强度下降,以及晶体完整性的丧失。 图1 裂纹 1.2 产生原因及控制方法碳化硅晶体中裂纹的形成主要与两大因素有关: 热应力:晶体在生长或退火过程中,由于温度的不均匀分布,会在晶体内部产生热应力。当这些热应力超过材料的耐受阈值时,就可能引发裂纹的形成。 内部缺陷:晶体内部的缺陷,如夹杂物、位错等,也会成为应力集中的源头,当应力集中到一定程度时,同样会导致晶体开裂。 这些裂纹的出现不仅降低了碳化硅晶体的机械强度,还可能影响到晶体的电学性能,限制了其在高性能电子器件中的应用。因此,控制生长条件、优化退火过程和采用先进的生长技术来减少内部应力和缺陷,是提高碳化硅晶体质量的关键途径。 2 六方空洞 (Hexagonal Void)六方空洞是碳化硅(SiC)晶体材料中的一种常见内部缺陷,对材料的电学和机械性能有一定的负面影响。了解这种缺陷的形貌特征和产生原因对于提高碳化硅晶体的质量具有重要意义。 2.1 形貌特征六方空洞在碳化硅晶体内部多呈现为六边形状的空腔结构 |
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