Ang kinauyokan nga teknolohiya alang sa pagtubo saSiC epitaxialAng mga materyales mao ang una nga teknolohiya sa pagpugong sa depekto, labi na alang sa teknolohiya sa pagpugong sa depekto nga dali nga mapakyas sa aparato o pagkadaot sa kasaligan. Ang pagtuon sa mekanismo sa mga depekto sa substrate nga nagpalapad ngadto sa epitaxial layer sa panahon sa proseso sa pagtubo sa epitaxial, ang pagbalhin ug pagbag-o sa mga balaod sa mga depekto sa interface tali sa substrate ug epitaxial layer, ug ang mekanismo sa nucleation sa mga depekto mao ang basehan sa pagpatin-aw sa correlation tali sa substrate defects ug epitaxial structural defects, nga epektibong makagiya sa substrate screening ug epitaxial process optimization.
Ang mga depekto sasilicon carbide epitaxial layersnag-una gibahin ngadto sa duha ka mga kategoriya: kristal depekto ug nawong morphology depekto. Ang mga depekto sa kristal, lakip ang mga depekto sa punto, mga dislokasyon sa tornilyo, mga depekto sa microtubule, mga dislokasyon sa ngilit, ug uban pa, kasagaran naggikan sa mga depekto sa mga substrate sa SiC ug nagsabwag sa epitaxial layer. Ang mga depekto sa surface morphology mahimong direktang maobserbahan sa hubo nga mata gamit ang mikroskopyo ug adunay tipikal nga morphological nga mga kinaiya. Ang mga depekto sa surface morphology nag-una naglakip sa: Scratch, Triangular defect, Carrot defect, Downfall, ug Particle, sama sa gipakita sa Figure 4. Atol sa proseso sa epitaxial, ang mga langyaw nga partikulo, mga depekto sa substrate, kadaot sa nawong, ug mga paglihis sa proseso sa epitaxial mahimong makaapekto sa lokal nga dagan sa lakang. mode sa pagtubo, nga miresulta sa mga depekto sa ibabaw nga morpolohiya.
Talaan 1.Mga hinungdan alang sa pagporma sa kasagaran nga mga depekto sa matrix ug mga depekto sa ibabaw nga morphology sa SiC epitaxial layers
Mga depekto sa punto
Ang mga depekto sa punto naporma pinaagi sa mga bakante o mga kal-ang sa usa ka lattice point o daghang lattice point, ug kini walay spatial extension. Ang mga depekto sa punto mahimong mahitabo sa matag proseso sa produksiyon, labi na sa ion implantation. Bisan pa, lisud kini mahibal-an, ug ang relasyon tali sa pagbag-o sa mga depekto sa punto ug uban pang mga depekto labi ka komplikado.
Micropipe (MP)
Ang mga micropipe kay hollow screw dislocations nga mokaylap subay sa growth axis, nga adunay Burgers vector <0001>. Ang diametro sa microtubes gikan sa usa ka tipik sa usa ka micron ngadto sa napulo ka micron. Gipakita sa mga microtubes ang daghang dagway nga sama sa gahong sa nawong sa mga wafer sa SiC. Kasagaran, ang Densidad sa microtubes mao ang mahitungod sa 0.1 ~ 1cm-2 ug nagpadayon sa pagkunhod sa commercial wafer produksyon kalidad monitoring.
Screw dislocations (TSD) ug edge dislocations (TED)
Ang mga dislokasyon sa SiC mao ang panguna nga gigikanan sa pagkadaot ug pagkapakyas sa aparato. Ang duha ka screw dislocations (TSD) ug edge dislocations (TED) nagdagan subay sa growth axis, uban sa Burgers vectors nga <0001> ug 1/3<11–20>, matag usa.
Ang duha ka screw dislocations (TSD) ug edge dislocations (TED) mahimong molugway gikan sa substrate ngadto sa wafer surface ug magdala og gamay nga pit-like surface features (Figure 4b). Kasagaran, ang densidad sa mga dislokasyon sa ngilit mga 10 ka pilo sa mga dislokasyon sa screw. Ang gipalawig nga mga dislokasyon sa tornilyo, nga mao, gikan sa substrate hangtod sa epilayer, mahimo usab nga mabag-o sa ubang mga depekto ug mokaylap sa axis sa pagtubo. Atol saSiC epitaxialAng pagtubo, ang mga dislokasyon sa tornilyo nahimo nga mga stacking fault (SF) o mga depekto sa karot, samtang ang mga dislokasyon sa ngilit sa mga epilayer gipakita nga nakabig gikan sa mga basal plane dislocation (BPD) nga napanunod gikan sa substrate sa panahon sa pagtubo sa epitaxial.
Basic plane dislocation (BPD)
Nahimutang sa SiC basal nga eroplano, nga adunay usa ka Burgers vector nga 1/3 <11–20>. Ang mga BPD panagsa ra nga makita sa ibabaw sa mga wafer sa SiC. Kasagaran sila gikonsentrar sa substrate nga adunay density nga 1500 cm-2, samtang ang ilang density sa epilayer mga 10 cm-2 ra. Ang pagkakita sa mga BPD gamit ang photoluminescence (PL) nagpakita sa mga linear nga bahin, sama sa gipakita sa Figure 4c. Atol saSiC epitaxialpag-uswag, ang gipalawig nga mga BPD mahimong ma-convert ngadto sa stacking faults (SF) o edge dislocations (TED).
Stacking faults (SFs)
Mga depekto sa stacking sequence sa SiC basal plane. Ang mga stacking fault mahimong makita sa epitaxial layer pinaagi sa pagpanunod sa mga SF sa substrate, o may kalabutan sa extension ug pagbag-o sa basal plane dislocations (BPDs) ug threading screw dislocations (TSDs). Kasagaran, ang densidad sa mga SF dili mubu sa 1 cm-2, ug kini nagpakita sa usa ka triangular nga bahin kung mamatikdan gamit ang PL, ingon sa gipakita sa Figure 4e. Bisan pa, ang lainlaing mga lahi sa stacking faults mahimong maporma sa SiC, sama sa Shockley type ug Frank type, tungod kay bisan ang gamay nga kantidad sa stacking energy disorder tali sa mga eroplano mahimong mosangpot sa usa ka iregularidad sa stacking sequence.
Pagkapukan
Ang depekto sa pagkahulog nag-una gikan sa drop sa partikulo sa ibabaw ug kilid nga mga dingding sa reaksyon nga lawak sa panahon sa proseso sa pagtubo, nga mahimong ma-optimize pinaagi sa pag-optimize sa periodic nga proseso sa pagmentinar sa reaction chamber graphite consumables.
Triangular nga depekto
Kini usa ka 3C-SiC polytype nga paglakip nga moabot sa ibabaw sa SiC epilayer subay sa direksyon sa basal nga eroplano, sama sa gipakita sa Figure 4g. Mahimo kini nga mamugna sa mga nahulog nga partikulo sa ibabaw sa SiC epilayer sa panahon sa pagtubo sa epitaxial. Ang mga partikulo na-embed sa epilayer ug makabalda sa proseso sa pagtubo, nga miresulta sa 3C-SiC polytype inclusions, nga nagpakita sa hait nga-anggulo nga triangular nga mga bahin sa nawong nga adunay mga partikulo nga nahimutang sa mga vertices sa triangular nga rehiyon. Daghang mga pagtuon usab ang nag-asoy sa gigikanan sa polytype inclusions sa mga scratches sa ibabaw, micropipes, ug dili husto nga mga parameter sa proseso sa pagtubo.
Karot nga depekto
Ang usa ka depekto sa carrot kay usa ka stacking fault complex nga adunay duha ka tumoy nga nahimutang sa TSD ug SF basal nga kristal nga mga eroplano, nga gitapos sa usa ka Frank-type nga dislokasyon, ug ang gidak-on sa carrot defect may kalabutan sa prismatic stacking fault. Ang kombinasyon niini nga mga bahin nagporma sa ibabaw nga morphology sa carrot defect, nga morag carrot nga porma nga adunay densidad nga ubos sa 1 cm-2, sama sa gipakita sa Figure 4f. Ang mga depekto sa carrot dali nga maporma sa pagpasinaw sa mga garas, TSD, o mga depekto sa substrate.
Mga garas
Ang mga garas kay mekanikal nga kadaot sa ibabaw sa SiC wafers nga naporma sa panahon sa proseso sa produksyon, sama sa gipakita sa Figure 4h. Ang mga garas sa substrate sa SiC mahimong makabalda sa pagtubo sa epilayer, makamugna og usa ka laray sa mga high-density dislokasyon sulod sa epilayer, o ang mga garas mahimong basehan sa pagporma sa mga depekto sa carrot. Busa, kritikal ang hustong pagpasinaw sa mga wafer sa SiC tungod kay kini nga mga garas mahimong adunay dakong epekto sa performance sa device kung kini makita sa aktibong lugar sa ang device.
Ang ubang mga depekto sa ibabaw nga morpolohiya
Ang lakang nga bunching usa ka depekto sa nawong nga naporma sa panahon sa proseso sa pagtubo sa epitaxial sa SiC, nga nagpatunghag mga obtuse triangle o trapezoidal nga bahin sa nawong sa SiC epilayer. Adunay daghang uban pang mga depekto sa nawong, sama sa mga lungag sa nawong, mga bumps ug mga lama. Kini nga mga depekto kasagaran tungod sa wala ma-optimize nga mga proseso sa pagtubo ug dili kompleto nga pagtangtang sa kadaot sa pagpasinaw, nga makadaot sa pasundayag sa aparato.
Oras sa pag-post: Hun-05-2024