Teknolojiya bingehîn ji bo mezinbûnaSiC epitaxialmateryal yekem teknolojiya kontrolkirina kêmasiyê ye, nemaze ji bo teknolojiya kontrolkirina kêmasiyê ku meyla têkçûna cîhazê an hilweşîna pêbaweriyê ye. Lêkolîna mekanîzmaya kêmasiyên substratê yên ku di pêvajoya mezinbûna epitaxial de di nav qata epîtaksial de dirêj dibin, qanûnên veguheztin û veguheztina kêmasiyan li navbera di navbera substrat û qata epîtaksial de, û mekanîzmaya nûjenkirina kêmasiyan bingeh e ji bo zelalkirina pêwendiya di navbera kêmasiyên substratê û kêmasiyên strukturên epîtaksial, ku dikarin bi bandorkerî verastkirina substratê û xweşbîniya pêvajoya epitaxial rêve bibin.
Kêmasiyên jisilicon carbide epitaxial qatênbi gelemperî li du kategoriyan têne dabeş kirin: kêmasiyên krîstal û kêmasiyên morfolojiya rûkalê. Kêmasiyên krîstal, di nav de kêmasiyên xalî, veqetandinên pêçan, kêmasiyên mîkrotubulê, veqetandina keviya, û hwd., bi piranî ji kêmasiyên li ser substratên SiC derdikevin û di qata epîtaksial de belav dibin. Kêmasiyên morfolojiya rûkalê rasterast bi çavê rût bi karanîna mîkroskopê têne dîtin û taybetmendiyên morfolojîk ên tîpîk hene. Kêmasiyên morfolojiya rûkalê bi giranî ev in: Xerzî, kêmasiya sêgoşeyî, kêmasiya gêzerê, daketin, û perçek, wek ku di Figure 4 de tê xuyang kirin. Di dema pêvajoya epitaxial de, perçeyên biyanî, kêmasiyên substratê, zirara rûkalê, û qutbûna pêvajoya epitaksial dikarin hemî bandorê li herikîna gavê ya herêmî bikin. moda mezinbûnê, di encamê de kêmasiyên morfolojiya rûkalê çêdibe.
Tablo 1. Sedemên çêbûna kêmasiyên matrixê yên hevpar û kêmasiyên morfolojiya rûkalê di qatên epîtaksial ên SiC de
Kêmasiyên xalê
Kêmasiyên xalî ji ber valahiyên an valahiyên li yek xalek tîrêjê an çend xalên tîrêjê têne çêkirin, û dirêjahiya wan a mekan tune. Di her pêvajoya hilberînê de, nemaze di îlonê de, dibe ku kêmasiyên xalî çêbibin. Lêbelê, ew zehmet e ku ew werin tesbît kirin, û têkiliya di navbera veguherîna kêmasiyên xalî û kêmasiyên din de jî pir tevlihev e.
Mîkropipe (MP)
Micropipe nelihevkirinên pêlên vala ne ku li ser eksê mezinbûnê belav dibin, bi vektora Burgers <0001>. Dirêjahiya mîkrolûleyan ji perçeyek mîkrokê heya bi dehan mîkronan diguhere. Mîkrotube li ser rûbera wafersên SiC taybetmendiyên rûxalên mezin ên mîna pit nîşan didin. Bi gelemperî, dendika mîkrotubeyan bi qasî 0.1 ~ 1cm-2 e û di şopandina kalîteya hilberîna waferê ya bazirganî de kêmbûna berdewam dike.
Veguheztinên pêçayî (TSD) û veqetandinên devî (TED)
Veqetandinên di SiC de çavkaniya sereke ya hilweşandin û têkçûna cîhazê ne. Herdu veqetandinên pêçayî (TSD) û veqetandîyên qiraxê (TED) li ser eksê mezinbûnê, bi vektorên Burgers ên <0001> û 1/3<11-20>, bi rêzê dimeşin.
Hem veqetandinên pêçandî (TSD) û hem jî jihevdexistinên devî (TED) dikarin ji jêrzemînê berbi rûbera waferê ve dirêj bibin û taybetmendiyên rûkalê yên piçûk bînin (Wêne 4b). Bi gelemperî, tîrêjiya guheztinên qeraxê bi qasî 10 carî ji guheztinên pêçan e. Veguheztinên pêlavê yên dirêjkirî, ango ji substratê berbi epîlayerê dirêj dibin, di heman demê de dibe ku veguherin kêmasiyên din û li ser axa mezinbûnê belav bibin. DemaSiC epitaxialmezinbûn, veguheztinên pêçan vediguhezin xeletiyên stûyê (SF) an kêmasiyên gêzerê, di heman demê de veguheztinên kenarê di epîlekan de têne veguheztin ku ji veguheztinên plana bingehîn (BPDs) ku di dema mezinbûna epîtaksial de ji substratê hatî mîras kirin.
Veqetandina balafirê ya bingehîn (BPD)
Li ser balafira bingehîn a SiC, bi vektora Burgers 1/3 <11–20> cih digire. BPD kêm kêm li ser rûbera waferên SiC xuya dibin. Ew bi gelemperî li ser substratê bi dendika 1500 cm-2 têne berhev kirin, dema ku tîrêjiya wan di epîlayerê de tenê bi qasî 10 cm-2 ye. Tespîtkirina BPDs bi karanîna fotoluminescence (PL) taybetmendiyên xêzikî nîşan dide, wekî ku di Figure 4c de tê xuyang kirin. DemaSiC epitaxialmezinbûn, BPD-yên dirêjkirî dibe ku veguhezînin xeletiyên stacking (SF) an veqetandina keviya (TED).
Xeletiyên lihevkirinê (SF)
Kêmasiyên di rêza stûnê ya balafira bingehîn a SiC de. Xeletiyên stacking dikare di qata epîtaksial de bi mîraskirina SF-ên di binê binê erdê de xuya bibe, an jî bi dirêjkirin û veguheztina veguheztinên balafira bingehîn (BPDs) û veqetandinên kêşana tîrêjê (TSD) ve têkildar be. Bi gelemperî, dendika SF ji 1 cm-2 kêmtir e, û ew taybetmendiyek sêgoşeyî nîşan didin dema ku bi karanîna PL-ê têne tesbît kirin, wekî ku di Figure 4e de tê xuyang kirin. Lêbelê, cûrbecûr xeletiyên lihevkirinê dikarin di SiC de werin çêkirin, wek celebê Shockley û celebê Frank, ji ber ku tewra piçûkek piçûk a tevliheviya enerjiyê ya di navbera balafiran de dikare bibe sedema bêserûberiyek berbiçav di rêza berhevkirinê de.
Hilweşînî
Kêmasiya hilweşînê bi piranî ji ketina perçeyê ya li ser dîwarên jorîn û kêlekê yên jûreya reaksiyonê di dema pêvajoya mezinbûnê de çêdibe, ku dikare bi xweşbînkirina pêvajoya lênihêrîna periyodîk a vexwarinên grafît ên odeya reaksiyonê were xweşbîn kirin.
Kêmasiya sêgoşe
Ew tevlêbûnek polîtîpek 3C-SiC ye ku wekî ku di Figure 4g de tê xuyang kirin, heya rûxara epileya SiC-ê li ser riya balafira bingehîn dirêj dibe. Dibe ku ew di dema mezinbûna epîtaksial de ji hêla perçeyên daketina li ser rûyê epileya SiC ve were çêkirin. Parçeyên di epîlayerê de têne bicîh kirin û di pêvajoya mezinbûnê de tevlihev dibin, di encamê de 3C-SiC têkelên polîtipê çêdibin, ku taybetmendiyên rûbera sêgoşeya tûj-goşeyek tûj bi keriyên ku li berikên herêma sêgoşeyî ne destnîşan dikin. Gelek lêkolînan di heman demê de eslê tevlêbûna polîtipê ji xêzên rûkal, mîkropîp û pîvanên nerast ên pêvajoya mezinbûnê ve girê didin.
Kêmasiya gêzerê
Kêmasiya gêzerê tevliheviyek xeletiya gêzerê ye ku bi du dawiya wê li balefirên krîstal ên bingehîn ên TSD û SF-yê hene, bi veqetanek celebek Frank-ê ve hatî qedandin, û mezinahiya xeletiya gêzerê bi xeletiya stûna prizmatîk ve girêdayî ye. Tevhevbûna van taybetmendiyan morfolojiya rûxarê ya kêmasiya gêzerê pêk tîne, ku mîna şeklê gêzerê bi tîrêjiya 1 cm-2 kêmtir xuya dike, wekî ku di jimar 4f de tê xuyang kirin. Kêmasiyên gêzerê bi hêsanî di şelandin, TSD, an kêmasiyên substratê de çêdibin.
Scratches
Xirandin zirarên mekanîkî ne ku li ser rûbera waferên SiC yên ku di pêvajoya hilberînê de çêdibin, wekî ku di Figure 4h de têne xuyang kirin. Xirînên li ser substratê SiC dibe ku mudaxeleyî mezinbûna epîlayerê bike, rêzek guheztinên bi tîrêjê bilind di hundurê epileyê de çêbike, an jî xişandin dibe ku bibe bingehek ji bo pêkhatina kêmasiyên gêzerê. Ji ber vê yekê, pir girîng e ku meriv waferên SiC bi rêkûpêk bişopîne ji ber ku van xêzikan dema ku li qada çalak a cîhazê xuya dibin dikarin bandorek girîng li performansa cîhazê bikin.
Kêmasiyên morfolojiya rûyê din
Pevçûn kêmasiyek rûvî ye ku di pêvajoya mezinbûna epîtaksial a SiC de çêdibe, ku sêgoşeyan an taybetmendiyên trapezoîdal li ser rûyê epileya SiC çêdike. Gelek kêmasiyên din ên rûvî hene, wek qulpên rûvî, kulm û lek. Van kêmasiyan bi gelemperî ji hêla pêvajoyên mezinbûnê yên nebaş û rakirina bêkêmasî ya zirara paqijkirinê ve têne çêkirin, ku bandorek neyînî li performansa cîhazê dike.
Dema şandinê: Jun-05-2024