SiC 마이크로파이프 결함 물성 규명: 양쪽성 거대 트랩
SiC 결정 성장 기술의 발전에도 불구하고, 두껍고 대구경 SiC 웨이퍼에서는 여전히 마이크로파이프가 발생하며, 이는 소자 고장의 주요 원인인 치명적인 확장 결함으로 남아있습니다. 그러나 마이크로파이프 내부 측벽에 존재하는 결함의 미시적 특성과 누설 전류에 대한 기여는 높은 종횡비의 빈 공간 구조로 인해 직접적이고 비파괴적인 광학 접근이 어려워 제대로 이해되지 못했습니다. 본 연구에서는 비가시선 공초점 다중 반사 분광 현미경 기술을 직접적인 결함 광이온화와 결합하여 마이크로파이프 측벽의 근본적인 결함 물리를 규명했습니다. 이 기술은 높은 종횡비의 확장 결함을 비파괴적으로 직접 탐지하는 광학적 방법을 제시합니다. 연구 결과, 마이크로파이프 내부 측벽에 공간적, 에너지적으로 분포된 고밀도의 도너형 및 억셉터형 깊은 준위 상태가 존재함을 확인했습니다. 이는 고유한 도너-억셉터 쌍(DAP) 유사 재결합과 디트랩 매개 자유-구속 전이를 포함하는 초광대역 결함 방출을 유발합니다. 지배적인 DAP 유사 방출은 측벽 결함에 의한 빠른 전하 포획(빠른 상승, 나노초 스케일 감쇠 및 결합된 전하 동역학)에 기인합니다. 이러한 결과는 마이크로파이프 측벽이 확장된 양쪽성 거대 트랩 및 전하 저장소 역할을 하며, 트랩 보조 전하 수송을 통해 내부 측벽을 따라 우선적인 누설 경로를 제공함을 시사합니다. 본 연구는 결함 물리학 및 관련 누설 메커니즘에 대한 기계론적 통찰력을 제공합니다.