【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及一種光程差小的半絕緣型碳化硅晶體及碳化硅襯底，屬于碳化硅材料制備。
技術(shù)介紹
1、由于下游器件設(shè)計需求，半絕緣型碳化硅襯底不進(jìn)行摻雜從而獲得高電阻率，從而有效的抑制寄生電容和寄生電感，從而具有強(qiáng)耐高溫和高擊穿電壓強(qiáng)度，適用于大功率微波器件。為了提高電阻率，通常需要的原料純度很高，受限于目前長晶溫場中存在軸向、徑向溫度梯度，會使得半絕緣型碳化硅晶體的殘余應(yīng)力增加且電阻率分布不均勻。
2、另外半絕緣型碳化硅晶體經(jīng)過切割、研磨、拋光等加工得到半絕緣型碳化硅襯底的過程，也會向襯底表面引入加工應(yīng)力。由于上述生長應(yīng)力、表面加工應(yīng)力及外在應(yīng)力的存在，使得偏振光通過碳化硅襯底時會發(fā)生兩個不同方向的折射，使得兩個方向的光存在一定的光程差，碳化硅襯底的所受力越大，則光程差越大。
3、故目前缺乏一種半絕緣性能好且光程差小的碳化硅晶體及碳化硅襯底。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決上述問題，提供了一種光程差小的半絕緣型碳化硅晶體及碳化硅襯底，該半絕緣型碳化硅晶體既能夠滿足制造射頻器件、光電器件等需要的半絕緣性能，又能夠?qū)崿F(xiàn)光程差的降低，以提高半絕緣型碳化硅襯底的商業(yè)化應(yīng)用前景。
2、根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種光程差小的半絕緣型碳化硅晶體，所述碳化硅晶體任意位置處的電阻率>106ω·cm；
3、所述碳化硅晶體制備得到1～n個碳化硅襯底，n取自正整數(shù)，表示碳化硅襯底的序號，從碳化硅晶體包含第一端面的第一片碳化硅襯底取值為1，任意一個碳化硅襯底的光
4、△＝a(n-1)+b，其中△表示光程差，單位為nm，a的取值范圍為-1～1，b的取值為0.5～10.5，單位為nm。
5、本申請的半絕緣型碳化硅晶體得到的碳化硅襯底均符合△＝a(n-1)+b公式，證明該晶體的光程差及應(yīng)力在晶體的軸向分布均勻性好，該碳化硅晶體得到的所有碳化硅襯底的一致性好。但是對于同一個碳化硅晶棒制備的不同碳化硅襯底而言并非是所有的a和b都是相同的，只要是各個碳化硅襯底獨立的符合該公式，即為本申請所保護(hù)的碳化硅晶體。
6、該碳化硅晶體頭尾磨平之后，再制備1～n個sic襯底，本申請中包含第一端面的碳化硅襯底為磨平后的sic晶體一端經(jīng)過加工后得到的第一片襯底。
7、可選地，所述碳化硅晶體制備得到的1～n個碳化硅襯底中，至少3個相鄰(序號連續(xù))的碳化硅襯底的a和b相同。該情況下，相鄰的碳化硅襯底之間光程差以b的數(shù)值為基點，按照斜率a均勻過渡，從而代表該碳化硅晶體的軸向均勻性好。
8、優(yōu)選的，所述碳化硅晶體制備得到的1～n個碳化硅襯底中，至少5個相鄰(序號連續(xù))的碳化硅襯底的a和b相同。
9、對統(tǒng)計的碳化硅襯底的光程差進(jìn)行擬合得到擬合曲線，該擬合曲線的卡方(r2)需要大于0.98才具有代表性。上述a和b是指r2大于0.98的擬合曲線得到的數(shù)值。
10、本申請的光程差是指光線在介質(zhì)內(nèi)部傳播時，由于路徑不同而產(chǎn)生的光程差異。應(yīng)力對碳化硅產(chǎn)品的測試中會由于波長改變導(dǎo)致測試結(jié)果不同，這一缺點導(dǎo)致無法有效反饋產(chǎn)品的實際情況，本申請采用光程差對碳化硅晶體及碳化硅襯底進(jìn)行表征，該參數(shù)不受測試波長的影響，更能夠表征產(chǎn)品的實際參數(shù)，從而優(yōu)化生產(chǎn)，以得到質(zhì)量顯著上升的碳化硅產(chǎn)品。
11、若是碳化硅晶體制備得到的所有碳化硅襯底的a和b均相同，則證明該碳化硅晶體整體按照一個恒定的斜率a逐漸變化，此時該碳化硅晶體軸向上光程差的趨勢可以是自包含第一端面的一端向另一端逐漸下降，此時a的取值范圍為-0.004～-1，也可以是自包含第一端面的一端向另一端逐漸上升，此時a的取值范圍為0.004～1，無論是哪種情形都代表本申請的半絕緣型碳化硅晶體在軸向上光程差均勻分布，整體均勻性高。
12、可選地，所述a的取值范圍為-0.004～-0.4或0.004～0.4。
13、可選地，任意一個碳化硅襯底劃分為若干個邊長為5mm的正方形區(qū)域，每個正方形區(qū)域得到一個該區(qū)域的光程差；
14、所有的正方形區(qū)域計算得到的光程差標(biāo)準(zhǔn)差＜3nm。
15、可選地，任意一個碳化硅襯底的光程差標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)≤1.25且≥0.65，所述光程差標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)是指所有的正方形區(qū)域計算得到的光程差標(biāo)準(zhǔn)差與光程差均值的比值。
16、上述參數(shù)表示本申請的半絕緣型碳化硅晶體的光程差能夠在徑向上均勻分布，與軸向均勻性分布結(jié)合，以使得每個晶體得到的碳化硅襯底的差異性小，從而提高批量化生產(chǎn)的碳化硅襯底的性能穩(wěn)定性。
17、可選地，任意一個碳化硅襯底劃分為若干個邊長為5mm的正方形區(qū)域，每個正方形區(qū)域得到一個該區(qū)域的電阻率，任意一個碳化硅襯底的電阻率標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)≤1.45且≥0.15，所述電阻率標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)是指所有的正方形區(qū)域計算得到的電阻率標(biāo)準(zhǔn)差與電阻率均值的比值。
18、優(yōu)選的，0.65≤電阻率標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)≤1.25。
19、在半絕緣型碳化硅晶體光程差徑向分布均勻的同時，該晶體制備的碳化硅襯底的徑向均勻性也更好，能夠提高該晶體在電性能方面的均勻性。
20、根據(jù)本申請的另一個方面，提供了一種光程差小的半絕緣型碳化硅襯底，所述碳化硅襯底任意位置處的電阻率>106ω·cm，且所述碳化硅襯底的光程差<10.5nm。
21、優(yōu)選的，所述碳化硅襯底的光程差<10.5nm。
22、本申請的碳化硅襯底的光程差均較小，且標(biāo)準(zhǔn)差也小，代表該碳化硅襯底能夠在降低光程差的基礎(chǔ)上實現(xiàn)光程差的均勻分布，從而提高單片碳化硅襯底的性能一致性，以使得采用該片碳化硅襯底制備得到的器件的性能趨于一致，提高器件的穩(wěn)定性和可靠性。
23、可選地，所述碳化硅襯底的任意一條水平線上光程差的標(biāo)準(zhǔn)差＜2nm。
24、可選地，所述碳化硅襯底劃分為若干個邊長為5mm的正方形區(qū)域，每個正方形區(qū)域得到一個該區(qū)域的光程差；
25、所有的正方形區(qū)域計算得到的光程差標(biāo)準(zhǔn)差＜3nm。
26、可選地，所述碳化硅襯底的光程差標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)≤1.25且≥0.65，所述光程差標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)是指所有的正方形區(qū)域計算得到的光程差標(biāo)準(zhǔn)差與光程差均值的比值。
27、可選地，所述碳化硅襯底劃分為若干個邊長為5mm的正方形區(qū)域，每個正方形區(qū)域得到一個該區(qū)域的電阻率，所述碳化硅襯底的電阻率標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)≤1.45且≥0.15，所述電阻率標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)是指所有的正方形區(qū)域計算得到的電阻率標(biāo)準(zhǔn)差與電阻率均值的比值。
28、優(yōu)選的，0.65≤電阻率標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)≤1.25。
29、可選地，所述碳化硅襯底的1/3半徑內(nèi)為中心區(qū)域，1/3～1/2半徑區(qū)域為第一環(huán)形區(qū)域，1/2～5/6半徑區(qū)域為第二環(huán)形區(qū)域，5/6半徑外為第三環(huán)形區(qū)域；
30、中心區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)<第一環(huán)形區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)<第二環(huán)形區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)<第三環(huán)形區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)定義為區(qū)域中本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種光程差小的半絕緣型碳化硅晶體，其特征在于，所述碳化硅晶體任意位置處的電阻率>106Ω·cm；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光程差小的半絕緣型碳化硅晶體，其特征在于，所述a的取值范圍為-0.004～-0.4或0.004～0.4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光程差小的半絕緣型碳化硅晶體，其特征在于，任意一個碳化硅襯底劃分為若干個邊長為5mm的正方形區(qū)域，每個正方形區(qū)域得到一個該區(qū)域的光程差；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光程差小的半絕緣型碳化硅晶體，其特征在于，任意一個碳化硅襯底的光程差標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)≤1.25且≥0.65，所述光程差標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)是指所有的正方形區(qū)域計算得到的光程差標(biāo)準(zhǔn)差與光程差均值的比值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光程差小的半絕緣型碳化硅晶體，其特征在于，任意一個碳化硅襯底劃分為若干個邊長為5mm的正方形區(qū)域，每個正方形區(qū)域得到一個該區(qū)域的電阻率，任意一個碳化硅襯底的電阻率標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)≤1.45且≥0.15，所述電阻率標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)是指所有的正方形區(qū)域計算得到的電阻率標(biāo)準(zhǔn)差與電阻率均值的比值。
6.一種光程差小的半
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光程差小的半絕緣型碳化硅襯底，其特征在于，所述碳化硅襯底的任意一條水平線上光程差的標(biāo)準(zhǔn)差＜2nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光程差小的半絕緣型碳化硅襯底，其特征在于，所述碳化硅襯底的1/3半徑內(nèi)為中心區(qū)域，1/3～1/2半徑區(qū)域為第一環(huán)形區(qū)域，1/2～5/6半徑區(qū)域為第二環(huán)形區(qū)域，5/6半徑外為第三環(huán)形區(qū)域；
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光程差小的半絕緣型碳化硅襯底，其特征在于，所述中心區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)<1.2，第一環(huán)形區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)<1.3，第二環(huán)形區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)<1.4，第三環(huán)形區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)<1.6。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光程差小的半絕緣型碳化硅襯底，其特征在于，所述碳化硅襯底的尺寸選自4寸、6寸、8寸、12寸中的一種，優(yōu)選為8寸或12寸。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種光程差小的半絕緣型碳化硅晶體，其特征在于，所述碳化硅晶體任意位置處的電阻率>106ω·cm；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光程差小的半絕緣型碳化硅晶體，其特征在于，所述a的取值范圍為-0.004～-0.4或0.004～0.4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光程差小的半絕緣型碳化硅晶體，其特征在于，任意一個碳化硅襯底劃分為若干個邊長為5mm的正方形區(qū)域，每個正方形區(qū)域得到一個該區(qū)域的光程差；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光程差小的半絕緣型碳化硅晶體，其特征在于，任意一個碳化硅襯底的光程差標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)≤1.25且≥0.65，所述光程差標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)是指所有的正方形區(qū)域計算得到的光程差標(biāo)準(zhǔn)差與光程差均值的比值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光程差小的半絕緣型碳化硅晶體，其特征在于，任意一個碳化硅襯底劃分為若干個邊長為5mm的正方形區(qū)域，每個正方形區(qū)域得到一個該區(qū)域的電阻率，任意一個碳化硅襯底的電阻率標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)≤1.45且≥0.15，所述電阻率標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)是指所有的正方形區(qū)域計算得到的電阻率標(biāo)準(zhǔn)差...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張九陽，高超，趙樹春，李霞，張寧，劉圓圓，孟慶豪，王路平，周坤，劉浩，
申請(專利權(quán))人：山東天岳先進(jìn)科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。