An croí-theicneolaíocht le haghaidh fás naSiC epitaxialIs teicneolaíocht rialaithe lochtanna é ábhair ar dtús, go háirithe maidir le teicneolaíocht rialaithe lochtanna atá seans maith go teip feiste nó díghrádú iontaofachta. Tá an staidéar ar mheicníocht na lochtanna tsubstráit ag leathnú isteach sa chiseal epitaxial le linn an phróisis fáis epitaxial, na dlíthe aistrithe agus claochlaithe lochtanna ag an gcomhéadan idir an tsubstráit agus an ciseal epitaxial, agus meicníocht núiclithe na lochtanna mar bhunús chun an comhghaol idir a shoiléiriú. lochtanna tsubstráit agus lochtanna struchtúracha epitaxial, ar féidir leo scagadh tsubstráit agus uasmhéadú próiseas epitaxial a threorú go héifeachtach.
Na lochtanna desraitheanna epitaxial chomhdhúile sileacainroinnte go príomha i dhá chatagóir: lochtanna criostail agus lochtanna moirfeolaíochta dromchla. Eascraíonn lochtanna criostail, lena n-áirítear lochtanna pointe, dislocations scriú, lochtanna microtubule, dislocations imeall, etc., go príomha as lochtanna ar fhoshraitheanna SiC agus idirleata isteach sa chiseal epitaxial. Is féidir lochtanna moirfeolaíochta dromchla a fheiceáil go díreach leis an tsúil nocht trí úsáid a bhaint as micreascóp agus tá tréithe moirfeolaíocha tipiciúla acu. I measc na lochtanna moirfeolaíochta dromchla go príomha tá: Scratch, locht Triantánach, locht Cairéad, Downfall, agus Particle, mar a thaispeántar i bhFíor 4. Le linn an phróisis epitaxial, cáithníní eachtracha, lochtanna foshraitheanna, damáiste dromchla, agus féadfaidh diallais próisis epitaxial difear a dhéanamh ar an sreabhadh céim áitiúil. modh fáis, a eascraíonn i lochtanna moirfeolaíocht dromchla.
Tábla 1. Cúiseanna le bunú lochtanna coitianta maitrís agus lochtanna moirfeolaíochta dromchla i sraitheanna epitaxial SiC
Lochtanna pointe
Déantar lochtanna pointe a fhoirmiú trí fholúntais nó bearnaí ag pointe laitíse amháin nó ag roinnt pointí laitíse, agus níl aon síneadh spásúil acu. Féadfaidh lochtanna pointe a bheith ann i ngach próiseas táirgthe, go háirithe in ionchlannú ian. Mar sin féin, tá siad deacair a bhrath, agus tá an gaol idir athrú na lochtanna pointe agus lochtanna eile casta go leor freisin.
Micripíopaí (MP)
Is díláithrithe scriúnna cuasach iad micripíopaí a iomadaíonn feadh na haise fáis, le veicteoir Burgers <0001>. Téann trastomhas na micrifheadáin ó chodán de mhiocrón go dtí na deich miocrón. Léiríonn micreafheadáin gnéithe móra dromchla cosúil le claiseanna ar dhromchla sliseog SiC. Go hiondúil, tá dlús na micrifheadáin thart ar 0.1 ~ 1cm-2 agus leanann sé ag laghdú i monatóireacht cáilíochta táirgeachta sliseog tráchtála.
Díláithriúcháin scriú (TSD) agus díláithriúcháin chiumhais (TED)
Is iad díláithriúcháin i SiC an phríomhfhoinse de dhíghrádú agus teip gléas. Ritheann díláithriúcháin scriúnna (TSD) agus díláithrithe ciumhais (TED) ar feadh na haise fáis, le veicteoirí Burgers de <0001> agus 1/3<11–20>, faoi seach.
Is féidir le díláithriúcháin scriúnna (TSD) agus dislocations ciumhais (TED) síneadh ón tsubstráit go dtí an dromchla sliseog agus gnéithe dromchla cosúil le poll beag a thabhairt leo (Fíor 4b). De ghnáth, bíonn dlús díláithrithe imeall thart ar 10 n-uaire níos mó ná díláithrithe scriúnna. Féadfaidh dislocations scriú leathnaithe, is é sin, ag síneadh ón tsubstráit go dtí an epilayer, a chlaochlú freisin i lochtanna eile agus iomadú feadh an ais fáis. I rithSiC epitaxialfás, déantar dislocations scriú a thiontú ina lochtanna cruachta (SF) nó lochtanna cairéad, agus taispeántar dislocations imeall i epilayers a thiontú ó dislocations eitleáin basal (BPDs) oidhreacht ón tsubstráit le linn fás epitaxial.
Díláithriú bunúsach eitleáin (BPD)
Suite ar an eitleán bunúsach SiC, le veicteoir Burgers de 1/3 <11–20>. Is annamh a bhíonn BPDanna le feiceáil ar dhromchla sliseog SiC. De ghnáth tá siad dírithe ar an tsubstráit le dlús 1500 cm-2, cé nach bhfuil a ndlús sa epilayer ach thart ar 10 cm-2. Léiríonn braite BPDanna ag baint úsáide as fótaluminescence (PL) gnéithe líneacha, mar a léirítear i bhFíor 4c. I rithSiC epitaxialfás, féadfar BPDanna leathnaithe a thiontú ina lochtanna cruachta (SF) nó ina dislocations imeall (TED).
Lochtanna cruachta (SFanna)
Lochtanna i seicheamh cruachta an bhuneitleáin SiC. Is féidir le lochtanna cruachta a bheith le feiceáil sa chiseal epitaxial trí SFanna a oidhreacht sa tsubstráit, nó a bheith bainteach le síneadh agus claochlú dislocations eitleáin basal (BPDs) agus dislocations scriú snáithithe (TSDs). Go ginearálta, tá dlús SF níos lú ná 1 cm-2, agus léiríonn siad gné triantánach nuair a aimsítear iad ag baint úsáide as PL, mar a thaispeántar i bhFíor 4e. Mar sin féin, is féidir cineálacha éagsúla lochtanna cruachta a fhoirmiú i SiC, mar chineál Shockley agus cineál Frank, toisc go bhféadfadh neamhrialtacht shuntasach sa seicheamh cruachta a bheith mar thoradh ar fiú méid beag neamhord fuinnimh cruachta idir eitleáin.
Titim
Eascraíonn an locht anuas go príomha as an titim cáithníní ar bhallaí uachtaracha agus taobh an tseomra imoibrithe le linn an phróisis fáis, ar féidir é a bharrfheabhsú trí phróiseas cothabhála tréimhsiúil na n-ábhar inchaite graifíte seomra imoibrithe a bharrfheabhsú.
Locht triantánach
Is cuimsiú polytype 3C-SiC é a shíneann go dromchla an epilayer SiC feadh treo an eitleáin basal, mar a thaispeántar i bhFíor 4g. Féadfaidh sé a bheith ginte ag na cáithníní ag titim ar dhromchla an epilayer SiC le linn fás epitaxial. Tá na cáithníní leabaithe sa epilayer agus cuireann siad isteach ar an bpróiseas fáis, agus mar thoradh air sin tá inclusions polytype 3C-SiC, a thaispeánann gnéithe dromchla triantánacha géar-uillinn leis na cáithníní atá suite ag rinn an réigiúin triantánach. Tá go leor staidéir tar éis bunús na gcuimsiú polytype a chur i leith scratches dromchla, micreaphíopaí, agus paraiméadair míchuí an phróisis fáis.
Locht cairéad
Is coimpléasc locht cruachta é locht cairéad le dhá chríoch atá suite ag na plánaí criostail basal TSD agus SF, arna fhoirceannadh ag dislocation cineál Frank, agus tá baint ag méid an locht cairéad leis an locht cruachta prismatach. Is é an meascán de na gnéithe seo a fhoirmíonn moirfeolaíocht dromchla an locht cairéad, atá cosúil le cruth cairéad le dlús níos lú ná 1 cm-2, mar a thaispeántar i bhFíor 4f. Déantar lochtanna cairéad a fhoirmiú go héasca ag scratches snasta, TSD, nó lochtanna tsubstráit.
scratches
Is damáistí meicniúla iad scratches ar dhromchla sliseog SiC a foirmíodh le linn an phróisis táirgthe, mar a thaispeántar i bhFíor 4h. Féadfaidh scratches ar an tsubstráit SiC cur isteach ar fhás an epilayer, sraith dislocations ard-dlúis a tháirgeadh laistigh den epilayer, nó féadfaidh scratches a bheith mar bhunús le lochtanna cairéad a fhoirmiú. Dá bhrí sin, tá sé ríthábhachtach snasú ceart a dhéanamh ar sliseoga SiC mar is féidir leis na scratches seo tionchar suntasach a bheith acu ar fheidhmíocht an fheiste nuair a bhíonn siad le feiceáil i limistéar gníomhach na feiste.
Lochtanna eile deilbhíochta dromchla
Is éard atá i gceist le buncháil céime ná locht dromchla a foirmíodh le linn phróiseas fáis epitaxial SiC, a tháirgeann triantáin maolla nó gnéithe trapezoidal ar dhromchla an epilayer SiC. Tá go leor lochtanna dromchla eile ann, mar shampla claiseanna dromchla, bumps agus stains. De ghnáth is cúis leis na lochtanna seo ná próisis fáis neamhoptamaithe agus deireadh a chur le damáiste snasta neamhiomlán, rud a chuireann isteach go diúltach ar fheidhmíocht gléas.
Am postála: Jun-05-2024