碳化硅（sic）是用于電子設(shè)備中高溫，高頻和高功率應(yīng)用的非常有前途的材料。然而，由于存在各種各樣的擴(kuò)展缺陷，許多基于sic的電子設(shè)備的商業(yè)化一直是非常具有挑戰(zhàn)性的。為了提高sic的性能，已經(jīng)進(jìn)行了關(guān)于晶體生長期間缺陷的形成和傳播的大量研究。盡管結(jié)果為技術(shù)的重大進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)，促進(jìn)了這些材料的商業(yè)化，但擴(kuò)展缺陷的形成和擴(kuò)散尚未得到了解。
盡管sic中存在各種不同的擴(kuò)展缺陷，但其中害的三個(gè)是螺紋位錯(cuò)，向內(nèi)生長的堆垛層錯(cuò)和復(fù)合誘導(dǎo)的堆垛層錯(cuò)（risf）。尤其是，risf一直難以管理，因?yàn)樗鼈冊谄骷ぷ髌陂g會膨脹，并導(dǎo)致雙極器件（例如pin二極管）的導(dǎo)通電壓不斷增加。通過在risf附近重組自由載流子來誘導(dǎo)擴(kuò)增。了解他們的運(yùn)動機(jī)制無異于緩解他們。
電致發(fā)光通常用于識別擴(kuò)展的缺陷：risf在2.89 ev（430 nm） 處發(fā)出紫光，而束縛缺陷區(qū)域的部分位錯(cuò)在1.8 ev（690 nm）處發(fā)出紅光。在4h-sic中，最近還觀察到部分位錯(cuò)在器件工作期間沿著碳核部分位錯(cuò)發(fā)展出綠色發(fā)光。即使risf通過退火收縮，該發(fā)射仍會保留。視頻1顯示了risf如何沿各種電流注入時(shí)間擴(kuò)展，以及綠色發(fā)光中心如何沿部分位錯(cuò)移動。這意味著不僅risf確實(shí)會在sic內(nèi)的載流子注入下移動，而且點(diǎn)缺陷（例如硼雜質(zhì)）也會在這種條件下移動。
專門設(shè)計(jì)用于研究電致發(fā)光材料的ima-el™，photonetc高光譜成像儀用于同時(shí)獲取缺陷的光譜和空間信息。這種出色的技術(shù)可以快速，準(zhǔn)確地識別導(dǎo)致4h-sic綠色發(fā)射的缺陷類別。
在連續(xù)運(yùn)行器件并隨后在700oc的氮?dú)夥罩型嘶鹨允湛srisf之后，對sic pin二極管進(jìn)行了電致發(fā)光成像（圖1a）。再次擴(kuò)展risf之后，以 2 nm 的步長和30 s 的曝光時(shí)間在400-780 nm的光譜范圍內(nèi)收集了器件的電致發(fā)光。使用ima™收集的單色圖像可以分離各種類型的缺陷。特別是，圖1b顯示了以424 nm 為中心的risf的峰值發(fā)射，圖1c-d顯示了534 nm和720處的部分位錯(cuò)。
納米 標(biāo)記為“ 1”和“ 2”（圖2）的兩個(gè)區(qū)域的光譜響應(yīng)證實(shí)，由于risf，pd在424 nm處顯示出相似的尖銳發(fā)射，而在530-540 nm處顯示出更寬的發(fā)射。結(jié)合光譜和空間信息，可以將后者的發(fā)射歸因于移動的硼雜質(zhì)。
photonetc的高光譜成像儀對于識別各種類型的斷層的發(fā)光帶至關(guān)重要，它將使人們更好地理解缺陷的形成及其在sic材料中的傳播。
further reading on risfs and their expansion and contraction:
j.d. caldwell, r.e stahlbush, k.d. hobart, o.j. glembocki, and k.x. liu appl. phys. lett. 90, 143519 (2007).
j.d. caldwell, o.j. glembocki, r.e. stahlbush, and k.d. hobartappl. phys. lett. 91, 243509 (2007).
j.d. caldwell, r.e. stahlbush, m.g. ancona, o.j. glembocki, and k.d. hobart j. appl. phys. 108, 044503 (2010).
碳化硅缺陷表征
該視頻顯示了使用光子等的發(fā)光成像系統(tǒng)可以輕松檢測到的各種類型的sic缺陷。photon等的高光譜成像技術(shù)可提供光譜分辨圖像，從而提高了材料開發(fā)能力。