書籍：《炬豐科技-半導體工藝》

文章：寬帶隙半導體材料的多型異質(zhì)結(jié)

編號：JFKJ-21-077

作者：炬豐科技

摘要

?

? 在寬帶隙半導體材料的基礎(chǔ)上，用于獲得多型異質(zhì)結(jié)的晶體半導體結(jié)構(gòu)的鍵合已大大增加。用于創(chuàng)建多型異質(zhì)結(jié)（例如 4H-SiC、6H-SiC、3C-SiC 等碳化硅多型）的直接晶片鍵合技術(shù)在獲得基于不同多型的異質(zhì)結(jié)方面具有優(yōu)勢，無需晶格失配問題。即使在理想的表面條件下，SiC 晶片的鍵合也是一個極具挑戰(zhàn)性的過程。SiC 渲染的硬度和惰性對表面處理有著巨大的影響。必須嚴格控制粗糙度、平坦度、波紋度等參數(shù)以及表面清潔度等極其重要的方面。

? 本文展示了當今最先進的情況：直接鍵合之前的物理背景和表面處理問題；技術(shù)可能性和可能的實際解決方案。

關(guān)鍵詞：碳化硅，多型異質(zhì)結(jié)，晶片鍵合/擴散焊接，表面處理。

1?介紹

?

? 碳化硅 (SiC) 于 1890 年在合成鉆石的實驗中被發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)在已知超過 200 種晶型。碳化硅有一大類類似的晶體結(jié)構(gòu)，稱為多型。現(xiàn)有多型之間的差異基于方向序列。碳化硅層可以通過不同的方式堆疊層形成許多晶體結(jié)構(gòu)彼此頂部。同一化合物在二維上相同而在第三維上不同的變化，可以看作是按一定順序堆疊的層。

? 最常見的用于電子產(chǎn)品的 SiC 多型體是 3C-SiC、4H-SiC 和 6H-SiC。立方3C通常被稱為β碳化硅（β-SiC），它具有文章全部詳情：壹叁叁伍捌零陸肆叁叁叁閃鋅礦晶體結(jié)構(gòu)（類似于金剛石），在低于1700°C的溫度下形成。其余兩種多型體被稱為具有六方晶體結(jié)構(gòu)（主要是 6H-SiC）的 α-碳化硅（α-SiC），它是一種纖鋅礦結(jié)構(gòu)，在超過 1700°C 的溫度下形成。

? 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)碳化硅多型體是具有間接能帶結(jié)構(gòu)的半導體。帶隙寬度很大程度上取決于多型體，從 3C-SiC 的 2.39eV 到 4H-SiC 的 3.26eV。因此，SiC 的立方和六邊形多型體的帶隙差異約為 0.87eV，這使其在許多電子應用中非常有趣。

? SiC 晶片的鍵合是一項極其困難的任務，因為 SiC 表面在熔融鍵合典型的高溫下的穩(wěn)定性使得 SiC 與 SiC 的直接鍵合幾乎不可能，即使是理想條件。表面鈍化是成功的 SiC 器件技術(shù)中的關(guān)鍵問題。研究表明，由于 SiC 的硬度和惰性，實現(xiàn)大面積鍵合的表面粗糙度也非常困難，并使大多數(shù)化學和化學機械拋光工藝無效。值得注意的是，SiC 晶片鍵合可用于制造由于晶格失配而無法通過常規(guī)外延生長獲得的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。另一個相關(guān)點是表面狀況，如粗糙度、污染，這使粘合過程更具挑戰(zhàn)性。在這種情況下，

2 多型異質(zhì)結(jié)的實際應用領(lǐng)域???略

3 物理背景、表面處理、技術(shù)可能性和實用解決方案??略

4 有問題的問題????略

5 結(jié)論???略