Teicneòlas bunaiteach airson fàs aSiC epitaxialIs e teicneòlas smachd uireasbhaidhean a th’ ann an stuthan an toiseach, gu sònraichte airson teicneòlas smachd lochdan a tha dualtach fàilligeadh inneal no truailleadh earbsachd. Tha an sgrùdadh air uidheamachd lochdan substrate a tha a’ leudachadh a-steach don t-sreath epitaxial rè pròiseas fàis epitaxial, laghan gluasaid agus cruth-atharrachaidh lochdan aig an eadar-aghaidh eadar an t-substrate agus còmhdach epitaxial, agus uidheamachd nucleation lochdan mar bhunait airson a bhith a’ soilleireachadh a’ cho-dhàimh eadar uireasbhaidhean substrate agus uireasbhaidhean structarail epitaxial, a dh’ fhaodas sgrìonadh substrate agus optimization pròiseas epitaxial a stiùireadh gu h-èifeachdach.
Tha lochdan asreathan epitaxial silicon carbideair an roinn sa mhòr-chuid ann an dà roinn: lochdan criostail agus uireasbhaidhean morphology uachdar. Tha uireasbhaidhean criostail, a’ toirt a-steach uireasbhaidhean puing, gluasad sgriubha, uireasbhaidhean microtubule, gluasad iomall, msaa, sa mhòr-chuid a’ tighinn bho uireasbhaidhean air substrates SiC agus sgaoilte a-steach don t-sreath epitaxial. Faodar lochdan morf-eòlas uachdar fhaicinn gu dìreach leis an t-sùil rùisgte a’ cleachdadh miocroscop agus tha feartan moirfeòlais àbhaisteach aca. Tha lochdan morf-eòlas uachdar gu ìre mhòr a’ toirt a-steach: Scratch, locht triantanach, locht Carrot, Downfall, agus Particle, mar a chithear ann am Figear 4. Rè a ’phròiseas epitaxial, faodaidh gràinean cèin, lochdan substrate, milleadh uachdar, agus claonaidhean pròiseas epitaxial uile buaidh a thoirt air an t-sruth ceum ionadail. modh fàis, a’ leantainn gu lochdan morphology uachdar.
Clàr 1. Adhbharan airson a bhith a’ cruthachadh lochdan matrix cumanta agus uireasbhaidhean morf-eòlas uachdar ann an sreathan epitaxial SiC
Puing lochdan
Tha lochdan puing air an cruthachadh le beàrnan no beàrnan aig aon phuing glùine no grunn phuingean glùine, agus chan eil leudachadh spàsail aca. Faodaidh lochdan puing nochdadh anns a h-uile pròiseas toraidh, gu sònraichte ann an cuir a-steach ian. Ach, tha iad duilich a lorg, agus tha an dàimh eadar cruth-atharrachadh lochdan puing agus lochdan eile cuideachd gu math toinnte.
Micropìob (MP)
Tha meanbh-phìoban nan gluasadan sgriubha falamh a bhios a’ gluasad air feadh an axis fàis, le vectar Burgers <0001>. Tha trast-thomhas microtubes a’ dol bho bloigh de mhicron gu deichean de mhicronan. Bidh microtubes a’ nochdadh feartan mòra coltach ri sloc air uachdar wafers SiC. Mar as trice, tha dùmhlachd microtubes timcheall air 0.1 ~ 1cm-2 agus a ’leantainn air adhart a’ lughdachadh ann an sgrùdadh càileachd cinneasachadh wafer malairteach.
Dislocations sgriubha (TSD) agus gluasad iomall (TED)
Is e gluasadan ann an SiC am prìomh thùs airson crìonadh agus fàilligeadh innealan. Bidh an dà ghluasad sgriubha (TSD) agus gluasadan iomall (TED) a’ ruith air feadh an axis fàis, le vectaran Burgers de <0001> agus 1/3 <11–20>, fa leth.
Faodaidh an dà sgaradh sgriubha (TSD) agus gluasad iomall (TED) leudachadh bhon fho-strat gu uachdar na wafer agus bheir iad feartan uachdar coltach ri sloc (Figear 4b). Gu h-àbhaisteach, tha an dùmhlachd de ghluasadan iomall timcheall air 10 tursan nas àirde na gluasadan sgriubha. Faodaidh gluasad sgriubha leudaichte, is e sin, a’ leudachadh bhon fho-strat chun an epilayer, atharrachadh gu lochdan eile agus gluasad air feadh an axis fàis. RèSiC epitaxialfàs, bidh sgaraidhean sgriubha air an tionndadh gu sgàinidhean cruachadh (SF) no lochdan curran, fhad ‘s a thathas a’ sealltainn gu bheil gluasadan iomall ann an epilayers air an tionndadh bho dislocations plèana basal (BPDs) a chaidh a shealbhachadh bhon fho-strat rè fàs epitaxial.
Gluasad plèana bunaiteach (BPD)
Suidhichte air an itealan basal SiC, le vectar Burgers de 1/3 <11–20>. Is ann ainneamh a bhios BPDs a’ nochdadh air uachdar wafers SiC. Mar as trice bidh iad stèidhichte air an t-substrate le dùmhlachd de 1500 cm-2, fhad ‘s nach eil an dùmhlachd anns an epilayer ach mu 10 cm-2. Tha lorg BPDn a’ cleachdadh photoluminescence (PL) a’ sealltainn feartan sreathach, mar a chithear ann am Figear 4c. RèSiC epitaxialfàs, faodar BPDn leudaichte a thionndadh gu sgàinidhean cruachadh (SF) no gluasadan iomall (TED).
Sgàinidhean cruachadh (SFs)
Easbhaidhean ann an sreath cruachadh a’ phlèana basal SiC. Faodaidh sgàinidhean cruachadh nochdadh anns an t-sreath epitaxial le bhith a’ sealbhachadh SFn anns an t-substrate, no a bhith co-cheangailte ri leudachadh agus cruth-atharrachadh dislocations plèana basal (BPDs) agus dislocations sgriubha snàthainn (TSDn). San fharsaingeachd, tha dùmhlachd SFs nas lugha na 1 cm-2, agus tha iad a’ taisbeanadh feart triantanach nuair a lorgar iad a’ cleachdadh PL, mar a chithear ann am Figear 4e. Ach, faodar diofar sheòrsaichean de sgàinidhean cruachan a chruthachadh ann an SiC, leithid seòrsa Shockley agus seòrsa Frank, oir faodaidh eadhon beagan mì-rian lùth cruachadh eadar plèanaichean leantainn gu neo-riaghailteachd mòr san t-sreath cruachadh.
Sìos
Tha an uireasbhaidh tuiteam gu ìre mhòr a’ tighinn bhon tuiteam mìrean air ballachan àrda is taobh an t-seòmar ath-bhualadh rè a ’phròiseas fàis, a dh’ fhaodar a bharrachadh le bhith a ’dèanamh an fheum as fheàrr de phròiseas cumail suas bho àm gu àm de stuthan consumable graphite seòmar ath-bhualadh.
Duilgheadas triantanach
Is e in-ghabhail polytype 3C-SiC a th ’ann a tha a’ leudachadh gu uachdar an epilayer SiC air taobh an itealan basal, mar a chithear ann am Figear 4g. Dh’ fhaodadh e bhith air a ghineadh leis na gràineanan a tha a’ tuiteam air uachdar an epilayer SiC aig àm fàs epitaxial. Tha na gràineanan freumhaichte anns an epilayer agus a’ cur bacadh air a’ phròiseas fàis, a’ leantainn gu in-ghabhail polytype 3C-SiC, a tha a’ nochdadh feartan uachdar triantanach biorach leis na gràineanan a tha suidhichte aig vertices na roinne triantanach. Tha mòran de sgrùdaidhean cuideachd air tùs in-ghabhail polytype a thoirt gu sgrìoban uachdar, meanbh-phìoban, agus crìochan neo-iomchaidh den phròiseas fàis.
Duilgheadas curran
Tha locht curran na iom-fhillte de locht cruachan le dà cheann suidhichte aig na plèanaichean criostail basal TSD agus SF, air an crìochnachadh le gluasad seòrsa Frank, agus tha meud an locht curran co-cheangailte ris a’ locht cruachadh prismatic. Tha an cothlamadh de na feartan sin a’ cruthachadh morphology uachdar an easbhaidh curran, a tha coltach ri cumadh curran le dùmhlachd nas lugha na 1 cm-2, mar a chithear ann am Figear 4f. Tha uireasbhaidhean curran air an cruthachadh gu furasta aig sgrìoban snasta, TSDn, no uireasbhaidhean substrate.
sgrìoban
Is e milleadh meacanaigeach a th’ ann an sgrìoban air uachdar wafers SiC a chaidh a chruthachadh tron phròiseas toraidh, mar a chithear ann am Figear 4h. Faodaidh sgrìoban air an t-substrate SiC bacadh a chuir air fàs an epilayer, sreath de ghluasadan dùmhlachd àrd a thoirt a-mach taobh a-staigh an epilayer, no faodaidh sgrìoban a bhith nam bunait airson lochdan curran a chruthachadh. Mar sin, tha e deatamach snasadh ceart air wafers SiC oir faodaidh na sgrìoban sin buaidh mhòr a thoirt air coileanadh inneal nuair a nochdas iad ann an raon gnìomhach an inneil.
Duilgheadasan morphology uachdar eile
Is e locht uachdar a th’ ann an cnapadh ceum a chaidh a chruthachadh rè pròiseas fàis epitaxial SiC, a bheir a-mach triantanan maol no feartan trapezoidal air uachdar an epilayer SiC. Tha mòran lochdan uachdar eile ann, leithid slocan uachdar, cnapan agus stains. Mar as trice bidh na h-uireasbhaidhean sin air adhbhrachadh le pròiseasan fàis neo-leasaichte agus toirt air falbh milleadh snasta gu neo-iomlan, a bheir droch bhuaidh air coileanadh inneal.
Ùine puist: Jun-05-2024