Разработка технологии синтеза монокристаллов карбида кремния диаметром до 150 мм

Цель: разработка технологии синтеза и обработки монокристаллов карбида кремния для приборов силовой и СВЧ-электроники на его основе. Разработана методика анализа дефектной структуры поверхности монокристаллов, подложек и эпитаксиальных слоев карбида кремния большой площади, которая включает сочетание методов сканирующей (мозаичной) оптической микроскопии поверхности кристаллов и цифровой обработки полученных изображений методом обучаемых нейронных сетей прямого распространения. Рассмотрены особенности классификации дефектов, и показано влияние методов регистрации дислокаций на регистрируемую форму объектов. Разработана и обучена нейронная сеть для распознавания трех типов дислокаций TSD, TED, BPD в монокристалле карбида кремния. Приведен пример анализа дефектной структуры поверхности эпитаксиального слоя карбида кремния для распознавания нескольких типов микродефектов кристаллической структуры. Полученная информация о распределении дефектов на поверхности исследуемых образцов, полученных при различных условиях роста, используется для классификации дефектов и выяснения причин их возникновения. Предложенная методика может быть применена для анализа монокристаллов других составов (Si, AlN, GaN и др.) при соответствующем дополнении нейронной сети обучением на выборках изображений дефектов, типичных для монокристаллов других составов. Разработана автоматизированная установка для измерения вольт-фарадных характеристик полупроводниковых приборов на базе карбида кремния в диапазоне температур от -70 до +180°C. Предложены тепловая зона и ростовая ячейка с низким радиальным температурным градиентом (совместно с компанией PVA Crystal Growth) для выращивания объемных монокристаллов карбида кремния диаметром 4 дюйма 4H-политипа на установке Basic-T, технологические приемы подготовки ростовой ячейки порошковой загрузки карбида кремния и монокристаллического затравочного кристалла к ростовому процессу, методики выявления микропор и дислокаций в монокристаллических подложках и эпитаксиальных слоях карбида кремния, автоматизированного расчета плотности, определения характера распределения указанных дефектов по поверхности пластин и исследования нано- и микроразмерных неоднородностей структуры монокристаллов карбида кремния. Построен программно-аппаратный комплекс для автоматизированного измерения вольт-фарадных характеристик полупроводниковых приборов на базе карбида кремния в диапазоне температур от -70 до +180°C. Получены свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2016612748 «Программа для распознавания изображений микрообъектов на базе нейронной сети прямого распространения» и № 2016662826 «Программа управления установкой для автоматизированного измерения вольт-фарадных характеристик силовых диодов».