បច្ចេកវិទ្យាស្នូលសម្រាប់ការលូតលាស់របស់SiC epitaxialវត្ថុធាតុដើមគឺជាបច្ចេកវិទ្យាត្រួតពិនិត្យពិការភាព ជាពិសេសសម្រាប់បច្ចេកវិជ្ជាត្រួតពិនិត្យពិការភាព ដែលងាយនឹងខូចឧបករណ៍ ឬការថយចុះភាពជឿជាក់។ ការសិក្សាអំពីយន្តការនៃពិការភាពស្រទាប់ខាងក្រោមដែលលាតសន្ធឹងទៅក្នុងស្រទាប់ epitaxial កំឡុងពេលដំណើរការលូតលាស់នៃ epitaxial ច្បាប់ផ្ទេរ និងការផ្លាស់ប្តូរនៃពិការភាពនៅចំណុចប្រទាក់រវាងស្រទាប់ខាងក្រោម និងស្រទាប់ epitaxial និងយន្តការ nucleation នៃពិការភាព គឺជាមូលដ្ឋានសម្រាប់បញ្ជាក់ភាពជាប់ទាក់ទងគ្នារវាង ពិការភាពស្រទាប់ខាងក្រោម និងពិការភាពនៃរចនាសម្ព័ន្ធ epitaxial ដែលអាចណែនាំការបញ្ចាំងស្រទាប់ខាងក្រោមប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព និងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពដំណើរការ epitaxial ។
គុណវិបត្តិនៃស្រទាប់ epitaxial ស៊ីលីកុនកាបូនភាគច្រើនត្រូវបានបែងចែកជាពីរប្រភេទ៖ ពិការភាពគ្រីស្តាល់ និងពិការភាពលើផ្ទៃ។ ពិការភាពគ្រីស្តាល់ រួមទាំងពិការភាពចំណុច គម្លាតវីស ពិការភាព microtubule ការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់គែម។ ពិការភាពលើផ្ទៃអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញដោយផ្ទាល់ដោយភ្នែកទទេដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍ និងមានលក្ខណៈសរីរវិទ្យាធម្មតា។ ពិការភាពផ្នែករូបវិទ្យាលើផ្ទៃរួមមានៈ កោស ពិការភាពត្រីកោណ ពិការភាពការ៉ុត ការធ្លាក់ចុះ និងភាគល្អិតដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 4។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ epitaxial ភាគល្អិតបរទេស ពិការភាពស្រទាប់ខាងក្រោម ការខូចខាតលើផ្ទៃ និងគម្លាតនៃដំណើរការ epitaxial អាចប៉ះពាល់ដល់លំហូរជំហានក្នុងតំបន់។ របៀបលូតលាស់ ដែលបណ្តាលឱ្យមានពិការភាពលើផ្ទៃ។
តារាងទី 1. មូលហេតុសម្រាប់ការបង្កើតពិការភាពម៉ាទ្រីសទូទៅ និងពិការភាពលើផ្ទៃនៃស្រទាប់ SiC epitaxial
ចំណុចខ្វះខាត
ចំណុចខ្វះខាតត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយកន្លែងទំនេរ ឬចន្លោះនៅចំណុចបន្ទះឈើតែមួយ ឬចំណុចបន្ទះឈើជាច្រើន ហើយពួកវាមិនមានផ្នែកបន្ថែមទំហំទេ។ ចំណុចខ្វះខាតអាចកើតមានឡើងនៅគ្រប់ដំណើរការផលិត ជាពិសេសនៅក្នុងការដាក់បញ្ចូលអ៊ីយ៉ុង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ពួកវាពិបាករកឃើញ ហើយទំនាក់ទំនងរវាងការផ្លាស់ប្តូរចំណុចខ្វះខាត និងពិការភាពផ្សេងទៀតក៏ស្មុគស្មាញផងដែរ។
មីក្រូបំពង់ (MP)
Micropipes គឺជាការរំកិលវីសប្រហោងដែលរាលដាលតាមអ័ក្សលូតលាស់ ដោយមានវ៉ិចទ័រប៊ឺហ្គឺ <0001>។ អង្កត់ផ្ចិតនៃ microtubes មានចាប់ពីប្រភាគនៃ micron ដល់រាប់សិបមីក្រូ។ Microtubes បង្ហាញលក្ខណៈពិសេសផ្ទៃដូចរណ្តៅធំនៅលើផ្ទៃនៃ SiC wafers ។ ជាធម្មតា ដង់ស៊ីតេនៃ microtubes គឺប្រហែល 0.1 ~ 1cm-2 ហើយបន្តថយចុះនៅក្នុងការត្រួតពិនិត្យគុណភាពផលិតកម្ម wafer ពាណិជ្ជកម្ម។
ការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់វីស (TSD) និងការផ្លាស់ទីលំនៅគែម (TED)
ការផ្លាស់ទីលំនៅនៅក្នុង SiC គឺជាប្រភពចម្បងនៃការរុះរើឧបករណ៍ និងការបរាជ័យ។ ទាំងការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់វីស (TSD) និងការរំកិលគែម (TED) ដំណើរការតាមអ័ក្សលូតលាស់ ជាមួយនឹងវ៉ិចទ័រប៊ឺហ្គឺនៃ <0001> និង 1/3<11–20> រៀងគ្នា។
ទាំងការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់វីស (TSD) និងការរំកិលគែម (TED) អាចលាតសន្ធឹងពីស្រទាប់ខាងក្រោមទៅផ្ទៃ wafer និងនាំមកនូវលក្ខណៈពិសេសផ្ទៃដូចរណ្តៅតូចៗ (រូបភាពទី 4b)។ ជាធម្មតា ដង់ស៊ីតេនៃការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់គែមគឺប្រហែល 10 ដងនៃការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់វីស។ ការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់វីសដែលបានពង្រីក ពោលគឺការលាតសន្ធឹងពីស្រទាប់ខាងក្រោមទៅស្រទាប់អេពីយ ក៏អាចបំប្លែងទៅជាពិការភាពផ្សេងទៀត និងបន្តពូជតាមអ័ក្សលូតលាស់ផងដែរ។ កំឡុងពេលSiC epitaxialការលូតលាស់ ការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់វីសត្រូវបានបំប្លែងទៅជាកំហុសជង់ (SF) ឬពិការភាពការ៉ុត ខណៈពេលដែលការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់គែមនៅក្នុងស្រទាប់អេពីដេសត្រូវបានបង្ហាញថាត្រូវបានបំប្លែងពីការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់យន្តហោះមូលដ្ឋាន (BPDs) ដែលទទួលមរតកពីស្រទាប់ខាងក្រោមកំឡុងពេលលូតលាស់ epitaxial ។
ការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់យន្តហោះមូលដ្ឋាន (BPD)
មានទីតាំងនៅលើយន្តហោះមូលដ្ឋាន SiC ដែលមានវ៉ិចទ័រប៊ឺហ្គឺ 1/3 <11–20>។ BPDs កម្រលេចឡើងនៅលើផ្ទៃនៃ SiC wafers ។ ជាធម្មតាពួកវាត្រូវបានប្រមូលផ្តុំនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមានដង់ស៊ីតេ 1500 សង់ទីម៉ែត្រ-2 ខណៈពេលដែលដង់ស៊ីតេរបស់ពួកគេនៅក្នុងស្រទាប់អេពីដេគឺត្រឹមតែប្រហែល 10 សង់ទីម៉ែត្រ-2 ប៉ុណ្ណោះ។ ការរកឃើញ BPDs ដោយប្រើ photoluminescence (PL) បង្ហាញពីលក្ខណៈលីនេអ៊ែរ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 4 គ។ កំឡុងពេលSiC epitaxialការលូតលាស់ ការពង្រីក BPDs អាចត្រូវបានបំប្លែងទៅជាកំហុសជង់ (SF) ឬការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់គែម (TED)។
កំហុសជង់ (SFs)
ពិការភាពនៅក្នុងលំដាប់ជង់នៃយន្តហោះមូលដ្ឋាន SiC ។ កំហុសជង់អាចលេចឡើងនៅក្នុងស្រទាប់ epitaxial ដោយទទួលមរតក SFs នៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោម ឬទាក់ទងនឹងផ្នែកបន្ថែម និងការផ្លាស់ប្តូរនៃការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់យន្តហោះ basal (BPDs) និងការផ្លាស់ទីលំនៅវីសនៃខ្សែស្រឡាយ (TSDs)។ ជាទូទៅ ដង់ស៊ីតេនៃ SFs គឺតិចជាង 1 cm-2 ហើយពួកវាបង្ហាញលក្ខណៈត្រីកោណនៅពេលរកឃើញដោយប្រើ PL ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 4e ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រភេទផ្សេងៗនៃកំហុសជង់អាចត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុង SiC ដូចជាប្រភេទ Shockley និងប្រភេទ Frank ពីព្រោះសូម្បីតែចំនួនតិចតួចនៃបញ្ហាថាមពលជង់រវាងយន្តហោះអាចនាំឱ្យមានភាពមិនប្រក្រតីគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងលំដាប់ជង់។
ការធ្លាក់ចុះ
ពិការភាពធ្លាក់ចុះភាគច្រើនមានប្រភពចេញពីការធ្លាក់ចុះភាគល្អិតនៅលើជញ្ជាំងខាងលើ និងចំហៀងនៃអង្គជំនុំជម្រះប្រតិកម្មកំឡុងពេលដំណើរការលូតលាស់ ដែលអាចត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរដោយធ្វើឱ្យដំណើរការថែទាំតាមកាលកំណត់នៃអង្គជំនុំជម្រះប្រតិកម្មក្រាហ្វិច។
ពិការភាពត្រីកោណ
វាគឺជាការដាក់បញ្ចូលពហុប្រភេទ 3C-SiC ដែលលាតសន្ធឹងលើផ្ទៃនៃ SiC epilayer តាមបណ្តោយទិសដៅយន្តហោះ basal ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាព 4g ។ វាអាចត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយភាគល្អិតដែលធ្លាក់នៅលើផ្ទៃនៃ epilayer SiC កំឡុងពេលលូតលាស់ epitaxial ។ ភាគល្អិតត្រូវបានបង្កប់នៅក្នុង epilayer និងរំខានដល់ដំណើរការលូតលាស់ ដែលបណ្តាលឱ្យមានការរួមបញ្ចូល polytype 3C-SiC ដែលបង្ហាញពីលក្ខណៈពិសេសនៃផ្ទៃត្រីកោណដែលមានជ្រុងមុតស្រួចជាមួយនឹងភាគល្អិតដែលមានទីតាំងនៅផ្នែកខាងលើនៃតំបន់ត្រីកោណ។ ការសិក្សាជាច្រើនក៏បានកំណត់ប្រភពដើមនៃការដាក់បញ្ចូល polytype ទៅនឹងការកោសផ្ទៃ មីក្រូបំពង់ និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រមិនត្រឹមត្រូវនៃដំណើរការលូតលាស់។
ពិការភាពការ៉ុត
ពិការភាពការ៉ុតគឺជាបញ្ហាស្មុគស្មាញជង់ជាមួយនឹងចុងពីរដែលមានទីតាំងនៅ TSD និង SF basal crystal planes ដែលត្រូវបានបញ្ចប់ដោយការផ្លាស់ទីលំនៅប្រភេទ Frank ហើយទំហំនៃពិការភាពការ៉ុតគឺទាក់ទងទៅនឹងកំហុសជង់ prismatic ។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃលក្ខណៈពិសេសទាំងនេះបង្កើតបានជារូបរាងផ្ទៃនៃពិការភាពការ៉ុត ដែលមើលទៅដូចជារូបរាងការ៉ុតដែលមានដង់ស៊ីតេតិចជាង 1 សង់ទីម៉ែត្រ-2 ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 4f ។ ពិការភាពការ៉ុតត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងងាយស្រួលនៅការកោស ប៉ូលា ធីអេសឌី ឬពិការភាពស្រទាប់ខាងក្រោម។
កោស
ការកោសគឺជាការខូចខាតមេកានិកលើផ្ទៃនៃ SiC wafers ដែលបង្កើតឡើងកំឡុងពេលដំណើរការផលិត ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាព 4h ។ ស្នាមកោសនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម SiC អាចរំខានដល់ការលូតលាស់នៃ epilayer បង្កើតជួរនៃការផ្លាស់ទីលំនៅដែលមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់នៅក្នុង epilayer ឬកោសអាចក្លាយជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការបង្កើតពិការភាពការ៉ុត។ ដូច្នេះហើយ វាមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការដុសខាត់ SiC wafers ឱ្យបានត្រឹមត្រូវ ពីព្រោះការកោសទាំងនេះអាចជះឥទ្ធិពលយ៉ាងសំខាន់ទៅលើដំណើរការឧបករណ៍ នៅពេលដែលវាលេចឡើងនៅក្នុងតំបន់សកម្មរបស់ឧបករណ៍។
ពិការភាពលើផ្ទៃផ្សេងទៀត។
Step bunching គឺជាពិការភាពលើផ្ទៃដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងកំឡុងពេលដំណើរការលូតលាស់របស់ SiC epitaxial ដែលបង្កើតជារាងត្រីកោណរាងពងក្រពើ ឬ trapezoidal នៅលើផ្ទៃនៃ epilayer SiC ។ មានបញ្ហាផ្ទៃមុខជាច្រើនទៀតដូចជាផ្ទៃរណ្តៅរលាក់ និងស្នាមប្រឡាក់។ ពិការភាពទាំងនេះជាធម្មតាត្រូវបានបង្កឡើងដោយដំណើរការលូតលាស់ដែលមិនបានធ្វើឱ្យប្រសើរ និងការដកយកចេញមិនពេញលេញនៃការខូចខាតប៉ូលា ដែលប៉ះពាល់យ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់ដំណើរការឧបករណ៍។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ថ្ងៃទី ០៥ មិថុនា ២០២៤