宽禁带半导体材料缺陷检测与分析
📚 共计 30 章节
01
宽禁带半导体概述
定义、分类（SiC、GaN、Ga₂O₃、金刚石）、核心优势及应用领域
电力电子
射频器件
光电器件
02
缺陷的基本概念
点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷（空位、位错、层错、空洞）
空位
位错
晶界
03
缺陷对器件性能的影响
漏电流、击穿电压、迁移率退化、可靠性 (SiC SBD / GaN HEMT)
漏电流
击穿
退化
04
光学检测方法（一）PL
光致发光光谱原理、设备构成、GaN/SiC黄带绿带发光
PL
黄带
绿带
05
光学检测方法（二）CL
阴极发光原理、与PL对比、空间分辨率、位错/层错成像
CL
高分辨
成像
06
光学检测方法（三）拉曼
拉曼光谱原理、应力/缺陷特征峰偏移、SiC多型体识别
拉曼
应力
多型体
07
电学检测方法（一）I-V
电流-电压测试、肖特基二极管特性、漏电流机制
I-V
肖特基
漏电
08
电学检测方法（二）C-V
电容-电压测试、载流子浓度分布、深能级缺陷影响
C-V
载流子
深能级
09
电学检测方法（三）DLTS
深能级瞬态谱、多数/少数载流子陷阱、能级与俘获截面
DLTS
陷阱
能级
10
电学检测方法（四）PICTS/TSC
光致电流瞬态谱、热激电流、高阻半绝缘材料缺陷分析
PICTS
TSC
半绝缘
11
结构检测方法（一）XRD
X射线衍射、摇摆曲线、位错密度评估、多型体比例
XRD
摇摆曲线
多型体
12
结构检测方法（二）HRXRD/RSM
高分辨XRD、倒易空间映射、应变与组分分析
HRXRD
RSM
应变
13
结构检测方法（三）TEM
透射电镜、位错/层错直接观察、高分辨成像与SAED
TEM
SAED
高分辨
14
结构检测方法（四）SEM/EBSD
扫描电镜、电子背散射衍射、晶粒取向与微观结构
SEM
EBSD
晶粒
15
结构检测方法（五）AFM/STM
原子力显微镜、扫描隧道显微镜、表面形貌与原子级缺陷
AFM
STM
原子级
16
化学与成分检测方法
SIMS、XPS、EDS在杂质与成分分析中的应用
SIMS
XPS
EDS
17
无损检测方法
扫描声学显微镜(SAM)、红外热成像(IRT)、空洞/分层检测
SAM
IRT
无损
18
SiC衬底与外延缺陷
微管、位错(TSD/TED/BPD)、堆垛层错、胡萝卜/三角形缺陷
微管
BPD
层错
19
GaN材料缺陷
位错(刃/螺/混合)、V型坑、裂纹、Mg掺杂点缺陷
GaN
V型坑
Mg掺杂
20
Ga₂O₃与金刚石缺陷
Ga₂O₃空位/位错、金刚石NV中心与位错
Ga₂O₃
NV中心
金刚石
21
缺陷密度评估方法
KOH熔融刻蚀SiC、光学显微镜计数、X射线形貌术
刻蚀
X-ray topography
22
缺陷与可靠性（一）
SiC MOSFET栅氧可靠性、BPD→TED双极退化、层错扩展
MOSFET
BPD
层错
23
缺陷与可靠性（二）
GaN HEMT电流崩塌、陷阱效应(表面/缓冲层)、动态Ron退化
电流崩塌
陷阱
动态Ron
24
缺陷与可靠性（三）
热载流子效应、TDDB、缺陷在退化过程中的演化
热载流子
TDDB
演化
25
缺陷控制与工程（一）
衬底生长优化(PVT法SiC、HVPE法GaN)、减少位错与微管
PVT
HVPE
位错控制
26
缺陷控制与工程（二）
外延生长优化(CVD/MOCVD)、温度/气压/C/Si比影响
MOCVD
C/Si
外延
27
缺陷控制与工程（三）
离子注入与退火缺陷、激活退火与缺陷修复策略
离子注入
退火
修复
28
先进表征技术（一）
同步辐射X射线形貌术、高空间分辨率与全场成像
同步辐射
X-ray
全场成像
29
先进表征技术（二）
球差校正透射电镜(Cs-TEM)、原子级缺陷结构与化学分析
Cs-TEM
原子级
化学
30
缺陷数据库与机器学习
缺陷特征数据库、CNN/SVM自动识别与分类
数据库
CNN
SVM