Kjarna tkni fyrir vexti afSiC epitaxialefni er í fyrsta lagi gallastjórnunartækni, sérstaklega fyrir gallastjórnunartækni sem er viðkvæm fyrir bilun í tæki eða skerðingu á áreiðanleika. Rannsóknin á gangverki undirlagsgalla sem teygja sig inn í epitaxial lagið meðan á epitaxial vaxtarferlinu stendur, flutnings- og umbreytingarlögmál galla á snertifleti milli undirlags og epitaxial lags, og kjarnamyndun galla eru grunnurinn að því að skýra fylgni milli undirlagsgalla og burðargalla í burðarvirki, sem geta á áhrifaríkan hátt leiðbeint undirlagsskimun og æðaferli hagræðingu.
Gallarnir ákísilkarbíð epitaxial lögeru aðallega skipt í tvo flokka: kristalsgalla og yfirborðsformgerðargalla. Kristalgallar, þar á meðal punktgalla, skrúfulos, smápíplugalla, brúnafærslur o.s.frv., koma aðallega frá göllum á SiC undirlagi og dreifist inn í epitaxial lagið. Hægt er að sjá galla í formgerð yfirborðs beint með berum augum með því að nota smásjá og hafa dæmigerð formfræðileg einkenni. Yfirborðsformfræðilegir gallar eru aðallega: rispur, þríhyrningsgalli, gulrótargalli, fall og agnir, eins og sýnt er á mynd 4. Meðan á þekjuferlinu stendur geta framandi agnir, undirlagsgallar, yfirborðsskemmdir og frávik í þekjuferli haft áhrif á staðbundið þrepaflæði vaxtarhamur, sem leiðir til galla í formgerð yfirborðs.
Tafla 1.Orsakir fyrir myndun algengra fylkisgalla og yfirborðsformgerðargalla í SiC epitaxial lögum
Punktagallar
Punktagallar myndast af lausum stöðum eða eyðum á einum grindarpunkti eða nokkrum grindarpunktum og þeir hafa enga staðbundna framlengingu. Punktgallar geta komið fram í hverju framleiðsluferli, sérstaklega við jónaígræðslu. Hins vegar er erfitt að greina þá og sambandið milli umbreytingar punktgalla og annarra galla er líka nokkuð flókið.
Örpípur (MP)
Örpípur eru holar skrúfur sem dreifast eftir vaxtarásnum, með Burgers vektor <0001>. Þvermál örröra er á bilinu frá broti úr míkron upp í tugi míkron. Örrör sýna stóra gryfjulíka yfirborðseiginleika á yfirborði SiC obláta. Venjulega er þéttleiki örröra um það bil 0,1 ~ 1cm-2 og heldur áfram að minnka í gæðaeftirliti með framleiðslu obláta.
Skrúfufærslur (TSD) og brúnarfærslur (TED)
Skiptingar í SiC eru helsta uppspretta niðurbrots og bilunar tækja. Bæði skrúfulos (TSD) og edge dislocations (TED) liggja meðfram vaxtarásnum, með Burgers vigrum <0001> og 1/3<11–20>, í sömu röð.
Bæði skrúfufærslur (TSD) og brúnarfærslur (TED) geta náð frá undirlaginu að yfirborði skúffunnar og komið með litla holulíka yfirborðseiginleika (Mynd 4b). Venjulega er þéttleiki brúnahreyfinga um það bil 10 sinnum meiri en skrúfalosunar. Langvarandi skrúfufærslur, það er að segja að þær ná frá undirlaginu að epilaginu, geta einnig breyst í aðra galla og breiðst út eftir vaxtarásnum. Á meðanSiC epitaxialvöxtur, skrúfulosum er breytt í staflabresti (SF) eða gulrótargalla, á meðan brúnskiptingar í epitaxial lögum eru sýndar að þær breytast frá basal plane dislocations (BPDs) sem erfast frá undirlaginu við epitaxial vöxt.
Basic plane dislocation (BPD)
Staðsett á SiC grunnplaninu, með Burgers vektor 1/3 <11–20>. BPDs birtast sjaldan á yfirborði SiC obláta. Þeir eru venjulega einbeittir á undirlagið með þéttleikanum 1500 cm-2, en þéttleiki þeirra í epilaginu er aðeins um 10 cm-2. Greining á BPD með ljósljómun (PL) sýnir línulega eiginleika, eins og sýnt er á mynd 4c. Á meðanSiC epitaxialvöxt, útbreidd BPDs geta breyst í stafla misgengi (SF) eða brún dislocations (TED).
Staflavillur (SFs)
Gallar í stöflunarröð SiC grunnplansins. Staflamisferli geta komið fram í þekjulaginu með því að erfa SFs í undirlaginu, eða tengst framlengingu og umbreytingu á grunnflötum (BPD) og þræðingarskrúfum (TSD). Almennt er þéttleiki SFs minna en 1 cm-2, og þeir sýna þríhyrningslaga eiginleika þegar þeir uppgötvast með því að nota PL, eins og sýnt er á mynd 4e. Hins vegar geta ýmsar gerðir af stöflunargöllum myndast í SiC, eins og Shockley gerð og Frank gerð, því jafnvel lítið magn af stöflunarorkuröskun milli flugvéla getur leitt til talsverðrar óreglu í stöflunaröðinni.
Fall
Fallgallinn stafar aðallega af agnafalli á efri og hliðarvegg hvarfhólfsins meðan á vaxtarferlinu stendur, sem hægt er að fínstilla með því að hagræða reglubundið viðhaldsferli grafítviðbragðsefna hvarfhólfsins.
Þríhyrningslaga galli
Það er 3C-SiC fjölgerð innfelling sem nær til yfirborðs SiC epilagsins meðfram grunnplansstefnu, eins og sýnt er á mynd 4g. Það getur myndast af fallandi ögnum á yfirborði SiC epilayer-lagsins meðan á þekjuvexti stendur. Agnirnar eru felldar inn í epilaginu og trufla vaxtarferlið, sem leiðir til 3C-SiC fjölgerða innfellinga, sem sýna skarphyrnd þríhyrningslaga yfirborðseinkenni með agnirnar staðsettar á hornpunktum þríhyrningssvæðisins. Margar rannsóknir hafa einnig rakið uppruna fjölgerða innfellinga til yfirborðs rispur, örpípur og óviðeigandi breytur vaxtarferlisins.
Gulrótargalli
Gulrótargalli er stöflunargalli með tveimur endum sem staðsettir eru á TSD og SF grunnkristallaflötunum, enda lýkur með tilfærslu af Frank-gerð og stærð gulrótargallans tengist prismatískri stöflun. Samsetning þessara eiginleika myndar yfirborðsformgerð gulrótargallans, sem lítur út eins og gulrótarform með þéttleika sem er minni en 1 cm-2, eins og sýnt er á mynd 4f. Gulrótargallar myndast auðveldlega við pússandi rispur, TSD eða undirlagsgalla.
Rispur
Rispur eru vélrænar skemmdir á yfirborði SiC-þynna sem myndast við framleiðsluferlið, eins og sýnt er á mynd 4h. Rifur á SiC undirlaginu geta truflað vöxt epilagsins, framkallað röð af háþéttni tilfærslum innan epilagsins, eða rispur geta orðið grunnur að myndun gulrótargalla. Þess vegna er mikilvægt að pússa SiC diska á réttan hátt vegna þess að þessar rispur geta haft veruleg áhrif á afköst tækisins þegar þær birtast á virku svæði tækið.
Aðrir yfirborðsformfræðilegir gallar
Step bunning er yfirborðsgalli sem myndast við SiC epitaxial vaxtarferli, sem framleiðir stubba þríhyrninga eða trapisulaga eiginleika á yfirborði SiC epitaxial lagsins. Það eru margir aðrir yfirborðsgallar, svo sem yfirborðsholur, högg og blettir. Þessir gallar eru venjulega af völdum óhagkvæmra vaxtarferla og ófullkomins fjarlægingar á fægiskemmdum, sem hefur slæm áhrif á afköst tækisins.
Pósttími: Júní-05-2024