研究目的
减少厚4H-SiC外延层在衬底上的大凸面翘曲，以促进超高压功率器件的制造。
研究成果
通过在外延生长前对碳面进行研磨以诱导凹面翘曲，可有效减少厚4H-SiC外延层在衬底上的翘曲，从而抵消生长过程中产生的凸面翘曲。当碳面粗糙度为60纳米时，200微米厚外延层的翘曲降至5微米，且未产生界面位错，该方法适用于实际器件制造。
研究不足
翘曲减少量略高于预期（5微米对比-1微米），表明翘曲估算可能存在误差。该方法可能需要针对不同衬底和外延层参数进行优化。除位错观察外，该研究未深入探究对器件性能的影响。
1：实验设计与方法选择：
本研究利用Twyman效应，在外延生长前对衬底C面进行研磨以抵消外延生长产生的凸面翘曲。采用近间距垂直吹送化学气相沉积系统进行同质外延生长。研磨使用传统切入式磨削工艺，配备不同粒径的金刚石砂轮。
2：样品选择与数据来源：
使用具有4°偏角、厚度350微米的3英寸4H-SiC衬底。外延层生长厚度达200微米，载流子浓度约5×10^14 cm^-3。
3：实验设备与材料清单：
用于外延生长的CVD系统、金刚石磨料砂轮（粒径7-11微米、30-40微米、70-80微米）、用于翘曲测量的FlatMaster仪、用于粗糙度检测的扫描白光干涉仪、配备ET和透镜内SE探测器的SEM、TEM、采用汞灯激发及滤光片的PL测量装置。
4：实验流程与操作步骤：
先对衬底C面进行研磨诱导凹面翘曲，随后在1590°C下进行氢气退火。外延生长在1590°C下按特定气体流量比实施。生长后测量并观测翘曲度、表面粗糙度及界面位错。
5：数据分析方法：
采用SORI值评估翘曲程度。粗糙度取三点测量平均值。通过SEM和TEM图像分析表面及截面结构。利用PL图像检测位错。
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