Böyüməsi üçün əsas texnologiyaSiC epitaksialmateriallar ilk növbədə qüsura nəzarət texnologiyasıdır, xüsusən də cihazın nasazlığına və ya etibarlılığının pozulmasına meylli olan qüsurlara nəzarət texnologiyası. Epitaksial böyümə prosesində epitaksial təbəqəyə uzanan substrat qüsurlarının mexanizminin öyrənilməsi, substratla epitaksial təbəqənin interfeysindəki qüsurların köçürülməsi və çevrilməsi qanunları, qüsurların nüvələşmə mexanizmi arasındakı əlaqəni aydınlaşdırmaq üçün əsasdır. substratın skrininqinə və epitaksial prosesin optimallaşdırılmasına təsirli şəkildə rəhbərlik edə bilən substrat qüsurları və epitaksial struktur qüsurları.
qüsurlarısilisium karbid epitaksial təbəqələriəsasən iki kateqoriyaya bölünür: kristal qüsurları və səth morfologiyası qüsurları. Kristal qüsurları, o cümlədən nöqtə qüsurları, vida dislokasiyaları, mikrotubul qüsurları, kənar dislokasiyalar və s., əsasən SiC substratlarındakı qüsurlardan yaranır və epitaksial təbəqəyə yayılır. Səth morfologiyası qüsurları mikroskopdan istifadə edərək çılpaq gözlə birbaşa müşahidə edilə bilər və tipik morfoloji xüsusiyyətlərə malikdir. Səth morfologiyası qüsurlarına əsasən aşağıdakılar daxildir: Şəkil 4-də göstərildiyi kimi Çizilmə, Üçbucaq qüsuru, Kök qüsuru, Eniş və Hissəcik. Epitaksial proses zamanı yad hissəciklər, substrat qüsurları, səthin zədələnməsi və epitaksial prosesin sapmaları hamısı yerli addım axınına təsir göstərə bilər. böyümə rejimi, səth morfologiyası qüsurları ilə nəticələnir.
Cədvəl 1. SiC epitaksial təbəqələrində ümumi matris qüsurlarının və səth morfologiyası qüsurlarının əmələ gəlməsinin səbəbləri
Nöqtə qüsurları
Nöqtə qüsurları bir qəfəs nöqtəsində və ya bir neçə qəfəs nöqtəsindəki boşluqlar və ya boşluqlardan əmələ gəlir və onların məkan uzadılması yoxdur. Hər bir istehsal prosesində, xüsusən də ion implantasiyasında nöqtə qüsurları baş verə bilər. Bununla belə, onları aşkar etmək çətindir və nöqtə qüsurlarının çevrilməsi ilə digər qüsurlar arasındakı əlaqə də kifayət qədər mürəkkəbdir.
Mikroborular (MP)
Mikroborular, Burgers vektoru <0001> ilə böyümə oxu boyunca yayılan içi boş vida dislokasiyalarıdır. Mikrotubaların diametri mikron bir hissəsindən onlarla mikrona qədər dəyişir. Mikrotubalar SiC vaflilərinin səthində böyük çuxura bənzər səth xüsusiyyətlərini göstərir. Tipik olaraq, mikrotubaların sıxlığı təxminən 0,1 ~ 1 sm-2 təşkil edir və kommersiya vafli istehsalının keyfiyyətinin monitorinqində azalmağa davam edir.
Vida dislokasiyaları (TSD) və kənar dislokasiyalar (TED)
SiC-də dislokasiyalar cihazın deqradasiyası və nasazlığının əsas mənbəyidir. Hər iki vida dislokasiyaları (TSD) və kənar dislokasiyalar (TED) müvafiq olaraq <0001> və 1/3<11-20> Burger vektorları ilə böyümə oxu boyunca hərəkət edir.
Hər iki vida dislokasiyası (TSD) və kənar dislokasiyalar (TED) substratdan vafli səthə qədər uzana bilər və kiçik çuxura bənzər səth xüsusiyyətlərini gətirə bilər (Şəkil 4b). Tipik olaraq, kənar dislokasiyaların sıxlığı vida dislokasiyalarının sıxlığı təxminən 10 dəfədir. Genişlənmiş vida dislokasiyaları, yəni substratdan epilayerə qədər uzanır, həmçinin digər qüsurlara çevrilə və böyümə oxu boyunca yayıla bilər. ərzindəSiC epitaksialböyümə, vida dislokasiyaları yığma xətalara (SF) və ya kök qüsurlarına çevrilir, epilayerlərdə kənar dislokasiyaların isə epitaksial böyümə zamanı substratdan miras qalmış bazal müstəvi dislokasiyalardan (BPDs) çevrildiyi göstərilir.
Əsas təyyarə dislokasiyası (BPD)
1/3 <11–20> Burger vektoru ilə SiC bazal müstəvisində yerləşir. BPD-lər nadir hallarda SiC vaflilərinin səthində görünür. Onlar adətən 1500 sm-2 sıxlığı olan substratda cəmləşirlər, epilayerdəki sıxlığı isə cəmi 10 sm-2-dir. Fotolüminesansdan (PL) istifadə edərək BPD-lərin aşkarlanması Şəkil 4c-də göstərildiyi kimi xətti xüsusiyyətləri göstərir. ərzindəSiC epitaksialartım, uzadılmış BPD-lər yığma xətalara (SF) və ya kənar dislokasiyalara (TED) çevrilə bilər.
Yığma xətaları (SFs)
SiC bazal müstəvisinin yığılma ardıcıllığında qüsurlar. Yığma nasazlıqları epitaksial təbəqədə SF-ləri substratda miras alaraq görünə bilər və ya bazal müstəvi dislokasiyalarının (BPDs) və yivli vida dislokasiyalarının (TSD) uzanması və çevrilməsi ilə əlaqəli ola bilər. Ümumiyyətlə, SF-lərin sıxlığı 1 sm-2-dən azdır və Şəkil 4e-də göstərildiyi kimi, PL istifadə edərək aşkar edildikdə üçbucaqlı xüsusiyyət nümayiş etdirirlər. Bununla belə, SiC-də Shockley tipli və Frank tipli kimi müxtəlif növ yığma nasazlıqları əmələ gələ bilər, çünki təyyarələr arasında hətta kiçik miqdarda yığma enerji pozğunluğu da yığma ardıcıllığında əhəmiyyətli bir nizamsızlığa səbəb ola bilər.
Süqut
Düşmə qüsuru, əsasən, böyümə prosesi zamanı reaksiya kamerasının yuxarı və yan divarlarında hissəciklərin düşməsindən qaynaqlanır ki, bu da reaksiya kamerasının qrafit istehlak materiallarının dövri texniki xidmət prosesini optimallaşdırmaqla optimallaşdırıla bilər.
Üçbucaqlı qüsur
Bu, Şəkil 4g-də göstərildiyi kimi, bazal müstəvi istiqaməti boyunca SiC epilayerinin səthinə uzanan 3C-SiC politipli daxilolmadır. Epitaksial böyümə zamanı SiC epilayerinin səthinə düşən hissəciklər tərəfindən yarana bilər. Hissəciklər epilayerə yerləşdirilir və böyümə prosesinə müdaxilə edir, nəticədə üçbucaqlı bölgənin təpələrində yerləşən hissəciklərlə kəskin bucaqlı üçbucaqlı səth xüsusiyyətlərini göstərən 3C-SiC politipli daxilolmalar yaranır. Bir çox tədqiqatlar həmçinin politip daxilolmalarının mənşəyini səth cızıqları, mikroborular və böyümə prosesinin düzgün olmayan parametrləri ilə əlaqələndirir.
Kök qüsuru
Kök qüsuru, iki ucu TSD və SF bazal kristal müstəvilərində yerləşən, Frank tipli dislokasiya ilə başa çatan yığma xəta kompleksidir və kök qüsurunun ölçüsü prizmatik yığma xətası ilə bağlıdır. Bu xüsusiyyətlərin birləşməsi Şəkil 4f-də göstərildiyi kimi sıxlığı 1 sm-2-dən az olan kök formasına bənzəyən kök qüsurunun səth morfologiyasını təşkil edir. Kök qüsurları cilalanmış cızıqlarda, TSD-lərdə və ya substrat qüsurlarında asanlıqla əmələ gəlir.
cızıqlar
Cızıqlar, Şəkil 4h-də göstərildiyi kimi, istehsal prosesi zamanı əmələ gələn SiC vaflilərinin səthindəki mexaniki zədələrdir. SiC substratındakı cızıqlar epilayerin böyüməsinə mane ola bilər, epilayer daxilində bir sıra yüksək sıxlıqlı dislokasiyalar yarada bilər və ya cızıqlar yerkökü qüsurlarının əmələ gəlməsi üçün əsas ola bilər. Buna görə də, SiC vaflilərini düzgün cilalamaq çox vacibdir, çünki bu cızıqlar cihazın aktiv sahəsində göründükdə cihazın işinə əhəmiyyətli təsir göstərə bilər.
Səthin digər morfoloji qüsurları
Addım dəstələri SiC epitaksial böyümə prosesi zamanı əmələ gələn və SiC epilayerinin səthində küt üçbucaqlar və ya trapezoidal xüsusiyyətlər yaradan səth qüsurudur. Səth çuxurları, qabar və ləkələr kimi bir çox başqa səth qüsurları var. Bu qüsurlar adətən optimallaşdırılmamış böyümə prosesləri və cihazın işinə mənfi təsir göstərən cilalama zədəsinin tam aradan qaldırılması ilə əlaqədardır.
Göndərmə vaxtı: 05 iyun 2024-cü il