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 ។មូលហេតុ សម្រាប់ការបង្កើតពិការភាពម៉ាទ្រីសទូទៅ និងពិការភាពលើផ្ទៃក្នុងស្រទាប់ 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) និងការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់គែម (TED)
ការផ្លាស់ទីលំនៅនៅក្នុង SiC គឺជាប្រភពចម្បងនៃការរុះរើឧបករណ៍ និងការបរាជ័យ។ ទាំងការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់វីស (TSD) និងការរំកិលគែម (TED) ដំណើរការតាមអ័ក្សលូតលាស់ ជាមួយនឹងវ៉ិចទ័រប៊ឺហ្គឺនៃ <0001> និង 1/3<11–20> រៀងៗខ្លួន។
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 ជាមួយនឹងវ៉ិចទ័រប៊ឺហ្គឺ 1/3 <11–២០>។ 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។ ដូច្នេះវាមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការខាត់ SiC wafers ឱ្យបានត្រឹមត្រូវ ពីព្រោះការកោសទាំងនេះអាចជះឥទ្ធិពលយ៉ាងសំខាន់ទៅលើដំណើរការឧបករណ៍ នៅពេលដែលពួកវាលេចឡើងនៅក្នុងតំបន់សកម្មនៃ ឧបករណ៍។
ពិការភាពលើផ្ទៃផ្សេងទៀត។
Step bunching គឺជាពិការភាពលើផ្ទៃដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងកំឡុងពេលដំណើរការលូតលាស់របស់ SiC epitaxial ដែលបង្កើតជារាងត្រីកោណរាងពងក្រពើ ឬ trapezoidal នៅលើផ្ទៃនៃ epilayer SiC ។ មានបញ្ហាផ្ទៃមុខជាច្រើនទៀតដូចជាផ្ទៃរណ្តៅរលាក់ និងស្នាមប្រឡាក់។ ពិការភាពទាំងនេះជាធម្មតាត្រូវបានបង្កឡើងដោយដំណើរការលូតលាស់ដែលមិនបានធ្វើឱ្យប្រសើរ និងការដកយកចេញមិនពេញលេញនៃការខូចខាតប៉ូលា ដែលប៉ះពាល់យ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់ដំណើរការឧបករណ៍។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ថ្ងៃទី ០៥ មិថុនា ២០២៤