碳化硅(SiC)在大功率、高溫、高頻等極端條件應(yīng)用領(lǐng)域具有很好的前景。但盡管商用4H-SiC單晶圓片的結(jié)晶完整性最近幾年顯著改進(jìn)，這些晶圓的缺陷密度依然居高不下。經(jīng)研究證實(shí)，晶圓襯底的表面處理時(shí)間越長，則表面缺陷率也會(huì)跟著增加。

　　碳化硅(SiC)兼有寬能帶隙、高電擊穿場強(qiáng)、高熱導(dǎo)率、高載流子飽和速率等特性，在大功率、高溫、高頻等極端條件應(yīng)用領(lǐng)域具有很好的前景。盡管商用4H–SiC單晶圓片的結(jié)晶完整性最近幾年顯著改進(jìn)，但這些晶圓的缺陷密度依然居高不下。

　　經(jīng)研究證實(shí)，晶圓襯底的表面處理時(shí)間越長，則表面缺陷率也會(huì)跟著增加。表面缺陷嚴(yán)重影響SiC元件品質(zhì)與矽元件相比，碳化硅的能帶隙更寬，本征載流子濃度更低，且在更高的溫度條件下仍能保持半導(dǎo)體特性，因此，采用碳化硅材料制成的元件，能在比矽元件更高的工作溫度運(yùn)作。碳化硅的高電擊穿場強(qiáng)和高熱導(dǎo)率，結(jié)合高工作溫度，讓碳化硅元件取得極高的功率密度和能效。

　　如今，碳化硅晶圓品質(zhì)和元件制造制程顯著改進(jìn)，各大半導(dǎo)體廠商紛紛展示了高壓碳化硅解決方案，其性能遠(yuǎn)超過矽蕭特基勢壘二極體(SBD)和場效應(yīng)電晶體(FET)，其中包括阻斷電壓接近19kV的PiN整流管；擊穿電壓高于1.5kV的蕭特基二極體；擊穿電壓高達(dá)1.0kV的 MOSFET。

　　對(duì)于普通半導(dǎo)體技術(shù)特別是碳化硅元件，襯底材料的品質(zhì)極其重要。若在晶圓非均勻表面上有機(jī)械性紊亂區(qū)和氧化區(qū)，使用這些晶圓制造出的半導(dǎo)體元件，其產(chǎn)品性能將會(huì)受到影響，例如重組率提高，或者在正常工作過程中出現(xiàn)無法預(yù)見的性能降低現(xiàn)象。商用碳化硅晶圓需要機(jī)械拋光處理，晶圓表面容易被刮傷，經(jīng)常看到晶圓上有大量的刮痕。

　　過去的研究報(bào)告證明，如果在外延層生長前正確處理襯底表面，晶圓襯底表面上的缺陷將會(huì)大幅減少，這是生長高品質(zhì)外延層的關(guān)鍵所在。我們知道，氫氣蝕刻方法可以去除數(shù)百奈米的體效應(yīng)材料，從而改善晶圓表面的缺陷問題。