ເຕັກໂນໂລຊີຫຼັກສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງSiC epitaxialວັດສະດຸທໍາອິດແມ່ນເຕັກໂນໂລຊີການຄວບຄຸມຂໍ້ບົກພ່ອງ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນສໍາລັບເຕັກໂນໂລຊີການຄວບຄຸມຂໍ້ບົກພ່ອງທີ່ມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງອຸປະກອນຫຼືການເຊື່ອມໂຊມຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື. ການສຶກສາກົນໄກຂອງຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງ substrate ຂະຫຍາຍເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນ epitaxial ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ epitaxial, ກົດຫມາຍການໂອນແລະການຫັນປ່ຽນຂອງຂໍ້ບົກພ່ອງໃນການໂຕ້ຕອບລະຫວ່າງ substrate ແລະຊັ້ນ epitaxial, ແລະກົນໄກ nucleation ຂອງຂໍ້ບົກພ່ອງແມ່ນພື້ນຖານສໍາລັບການຊີ້ແຈງຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງ. ຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງ substrate ແລະຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງໂຄງສ້າງ epitaxial, ເຊິ່ງສາມາດນໍາພາການກວດສອບ substrate ແລະການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຂະບວນການ epitaxial.
ຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງຊັ້ນ epitaxial silicon carbideສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດ: ຜິດປົກກະຕິໄປເຊຍກັນແລະຂໍ້ບົກພ່ອງດ້ານ morphology. ຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງ Crystal, ລວມທັງຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງຈຸດ, ຄວາມຜິດປົກກະຕິຂອງສະກູ, ຄວາມບົກພ່ອງຂອງ microtubule, ຄວາມຜິດປົກກະຕິຂອງຂອບ, ແລະອື່ນໆ, ສ່ວນຫຼາຍແມ່ນມາຈາກຂໍ້ບົກພ່ອງເທິງຊັ້ນຍ່ອຍ SiC ແລະແຜ່ກະຈາຍເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນ epitaxial. ຂໍ້ບົກພ່ອງດ້ານສະລີລະວິທະຍາຂອງພື້ນຜິວສາມາດສັງເກດເຫັນໄດ້ໂດຍກົງດ້ວຍຕາເປົ່າໂດຍໃຊ້ກ້ອງຈຸລະທັດແລະມີຄຸນລັກສະນະທາງ morphological ປົກກະຕິ. ຂໍ້ບົກພ່ອງດ້ານ morphology ຂອງພື້ນຜິວສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບມີ: ຮອຍຂີດຂ່ວນ, ຂໍ້ບົກພ່ອງສາມຫລ່ຽມ, ຄວາມບົກຜ່ອງຂອງ Carrot, ການຫຼຸດລົງ, ແລະອະນຸພາກ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 4. ໃນລະຫວ່າງການຂະບວນການ epitaxial, ອະນຸພາກຕ່າງປະເທດ, ຄວາມບົກຜ່ອງຂອງ substrate, ຄວາມເສຍຫາຍຂອງພື້ນຜິວ, ແລະ deviations ຂະບວນການ epitaxial ທັງຫມົດອາດຈະມີຜົນກະທົບການໄຫຼຂອງຂັ້ນຕອນທ້ອງຖິ່ນ. ຮູບແບບການຂະຫຍາຍຕົວ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ເກີດຄວາມຜິດປົກກະຕິ morphology ດ້ານ.
ຕາຕະລາງ 1. ສາເຫດສໍາລັບການສ້າງຕັ້ງຂອງຜິດປົກກະຕິ matrix ທົ່ວໄປແລະຄວາມບົກຜ່ອງດ້ານ morphology ໃນຊັ້ນ SiC epitaxial.
ຈຸດບົກພ່ອງ
ຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງຈຸດແມ່ນເກີດຂື້ນໂດຍບ່ອນຫວ່າງຫຼືຊ່ອງຫວ່າງຢູ່ໃນຈຸດເສັ້ນດ່າງດຽວຫຼືຈຸດເສັ້ນດ່າງຫຼາຍ, ແລະພວກມັນບໍ່ມີການຂະຫຍາຍທາງກວ້າງຂອງພື້ນ. ຈຸດບົກຜ່ອງອາດຈະເກີດຂື້ນໃນທຸກໆຂະບວນການຜະລິດ, ໂດຍສະເພາະໃນການປູກຝັງ ion. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ພວກເຂົາເຈົ້າມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກທີ່ຈະກວດພົບ, ແລະຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງການຫັນປ່ຽນຈຸດບົກພ່ອງຂອງຈຸດແລະຂໍ້ບົກພ່ອງອື່ນໆແມ່ນຂ້ອນຂ້າງສັບສົນ.
ໄມໂຄຣທໍ່ (MP)
Micropipes ແມ່ນການເຄື່ອນທີ່ຂອງສະກູເປັນຮູທີ່ແຜ່ຂະຫຍາຍໄປຕາມແກນການຂະຫຍາຍຕົວ, ໂດຍມີ vector ເບີເກີ <0001>. ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງ microtubes ຕັ້ງແຕ່ສ່ວນຫນຶ່ງຂອງ micron ເຖິງສິບ micron. ທໍ່ຈຸລະພາກສະແດງໃຫ້ເຫັນລັກສະນະດ້ານຄ້າຍຄືຂຸມຂະຫນາດໃຫຍ່ຢູ່ໃນຫນ້າດິນຂອງ wafers SiC. ໂດຍປົກກະຕິ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ microtubes ແມ່ນປະມານ 0.1 ~ 1cm-2 ແລະສືບຕໍ່ຫຼຸດລົງໃນການຕິດຕາມຄຸນນະພາບການຜະລິດ wafer ການຄ້າ.
Screw dislocations (TSD) ແລະ edge dislocations (TED)
Dislocations ໃນ SiC ແມ່ນແຫຼ່ງຕົ້ນຕໍຂອງການເຊື່ອມໂຊມຂອງອຸປະກອນແລະຄວາມລົ້ມເຫຼວ. ທັງສອງສະກູ dislocations (TSD) ແລະ edge dislocations (TED) ແລ່ນຕາມແກນການຂະຫຍາຍຕົວ, ມີ Burgers vectors ຂອງ <0001> ແລະ 1/3<11–20>, ຕາມລໍາດັບ.
ທັງສອງສະກູ dislocations (TSD) ແລະການ dislocations ຂອບ (TED) ສາມາດຂະຫຍາຍຈາກ substrate ກັບຫນ້າດິນ wafer ແລະນໍາເອົາລັກສະນະຫນ້າດິນຄ້າຍຄືຂຸມຂະຫນາດນ້ອຍ (ຮູບ 4b). ໂດຍປົກກະຕິ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງການຕັດແຂບແມ່ນປະມານ 10 ເທົ່າຂອງ screw dislocations. dislocations screw ຂະຫຍາຍ, ນັ້ນແມ່ນ, ຂະຫຍາຍຈາກ substrate ກັບ epilayer, ອາດຈະຫັນປ່ຽນໄປສູ່ຂໍ້ບົກພ່ອງອື່ນໆແລະຂະຫຍາຍພັນຕາມແກນການຂະຫຍາຍຕົວ. ໃນລະຫວ່າງSiC epitaxialການຂະຫຍາຍຕົວ, dislocations screw ຖືກປ່ຽນເປັນຄວາມຜິດ stacking (SF) ຫຼືຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງ carrot, ໃນຂະນະທີ່ dislocations ແຂບໃນ epilayers ໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນຈາກ basal plane dislocations (BPDs) inherited ຈາກ substrate ໃນໄລຍະການຂະຫຍາຍຕົວ epitaxial.
ການເຄື່ອນທີ່ຍົນພື້ນຖານ (BPD)
ຢູ່ເທິງຍົນ SiC ພື້ນຖານ, ມີ vector Burgers ຂອງ 1/3 <11–20>. BPDs ບໍ່ຄ່ອຍຈະປາກົດຢູ່ເທິງຫນ້າຂອງ SiC wafers. ປົກກະຕິແລ້ວພວກມັນມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຢູ່ເທິງຊັ້ນໃຕ້ດິນທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ 1500 ຊຕມ - 2, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພວກມັນຢູ່ໃນ epilayer ແມ່ນພຽງແຕ່ປະມານ 10 ຊຕມ - 2. ການກວດຫາ BPDs ໂດຍໃຊ້ photoluminescence (PL) ສະແດງໃຫ້ເຫັນລັກສະນະເສັ້ນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 4c. ໃນລະຫວ່າງSiC epitaxialການຂະຫຍາຍຕົວ, BPDs ຂະຫຍາຍອາດຈະຖືກປ່ຽນເປັນ stacking faults (SF) ຫຼື edge dislocations (TED).
ຄວາມຜິດຂອງການວາງຊ້ອນກັນ (SFs)
ຂໍ້ບົກພ່ອງໃນລໍາດັບ stacking ຂອງຍົນ SiC basal. ຄວາມຜິດຂອງ stacking ສາມາດປາກົດຢູ່ໃນຊັ້ນ epitaxial ໂດຍການສືບທອດ SFs ໃນ substrate, ຫຼືກ່ຽວຂ້ອງກັບການຂະຫຍາຍແລະການຫັນປ່ຽນຂອງ basal plane dislocations (BPDs) ແລະ threading screw dislocations (TSDs). ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ SFs ແມ່ນຫນ້ອຍກວ່າ 1 cm-2, ແລະພວກມັນສະແດງລັກສະນະສາມຫຼ່ຽມເມື່ອກວດພົບໂດຍໃຊ້ PL, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 4e. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ປະເພດຕ່າງໆຂອງຄວາມຜິດ stacking ສາມາດໄດ້ຮັບການສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນ SiC, ເຊັ່ນ Shockley ປະເພດແລະປະເພດ Frank, ເນື່ອງຈາກວ່າເຖິງແມ່ນວ່າຈໍານວນຂະຫນາດນ້ອຍຂອງ stacking ພະລັງງານຄວາມຜິດປົກກະຕິລະຫວ່າງຍົນສາມາດນໍາໄປສູ່ຄວາມຜິດປົກກະຕິຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນລໍາດັບ stacking.
ຕົກ
ຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງການຫຼຸດລົງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນມາຈາກການຫຼຸດລົງຂອງອະນຸພາກຢູ່ຝາເທິງແລະຂ້າງຂອງຫ້ອງຕິກິຣິຍາໃນລະຫວ່າງຂະບວນການເຕີບໃຫຍ່, ເຊິ່ງສາມາດປັບປຸງໄດ້ໂດຍການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຂະບວນການບໍາລຸງຮັກສາແຕ່ລະໄລຍະຂອງຫ້ອງຕິກິຣິຍາ graphite ບໍລິໂພກ.
ຂໍ້ບົກພ່ອງສາມຫຼ່ຽມ
ມັນເປັນການລວມເອົາ polytype 3C-SiC ທີ່ຂະຫຍາຍໄປສູ່ຫນ້າດິນຂອງ epilayer SiC ຕາມທິດທາງຂອງຍົນພື້ນຖານ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 4g. ມັນອາດຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນໂດຍອະນຸພາກທີ່ຫຼຸດລົງຢູ່ດ້ານຂອງ epilayer SiC ໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່ຂອງ epitaxial. ອະນຸພາກໄດ້ຖືກຝັງຢູ່ໃນ epilayer ແລະແຊກແຊງຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວ, ເຮັດໃຫ້ເກີດການລວມຕົວຂອງ polytype 3C-SiC, ເຊິ່ງສະແດງໃຫ້ເຫັນລັກສະນະຂອງຫນ້າດິນສາມຫລ່ຽມແຫຼມທີ່ມີອະນຸພາກທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນຈຸດສູງສຸດຂອງພາກພື້ນສາມຫລ່ຽມ. ການສຶກສາຈໍານວນຫຼາຍຍັງໄດ້ສະແດງເຖິງຕົ້ນກໍາເນີດຂອງການລວມເອົາ polytype ຕໍ່ກັບຮອຍຂີດຂ່ວນຂອງພື້ນຜິວ, micropipes, ແລະຕົວກໍານົດການທີ່ບໍ່ເຫມາະສົມຂອງຂະບວນການເຕີບໂຕ.
ຜິດປົກກະຕິ Carrot
A ຜິດປົກກະຕິ carrot ເປັນ stacking fault complex ມີສອງສົ້ນຕັ້ງຢູ່ໃນ TSD ແລະ SF ເຮືອໄປເຊຍກັນ basal, ສິ້ນສຸດລົງໂດຍການ dislocation ປະເພດ Frank, ແລະຂະຫນາດຂອງ carrot ຜິດປົກກະຕິແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມຜິດ stacking prismatic. ການປະສົມປະສານຂອງລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ປະກອບເປັນ morphology ດ້ານຂອງຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງ carrot, ເຊິ່ງຄ້າຍຄືຮູບຮ່າງຂອງ carrot ທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຫນ້ອຍກວ່າ 1 cm-2, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 4f. ຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງ Carrot ແມ່ນເກີດຂື້ນໄດ້ງ່າຍໃນການຂັດຂັດ, TSDs, ຫຼືຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງ substrate.
ຮອຍຂີດຂ່ວນ
ຮອຍຂີດຂ່ວນແມ່ນຄວາມເສຍຫາຍທາງກົນຈັກຢູ່ດ້ານຂອງ wafers SiC ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຜະລິດ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 4h. ຮອຍຂີດຂ່ວນເທິງຊັ້ນໃຕ້ດິນ SiC ອາດຈະແຊກແຊງການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ epilayer, ຜະລິດແຖວຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ dislocations ພາຍໃນ epilayer, ຫຼືຮອຍຂີດຂ່ວນອາດຈະກາຍເປັນພື້ນຖານສໍາລັບການສ້າງຕັ້ງຂອງ carrot ຜິດປົກກະຕິ. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນເປັນສິ່ງ ສຳ ຄັນທີ່ຈະຂັດ wafers SiC ຢ່າງຖືກຕ້ອງເພາະວ່າຮອຍຂີດຂ່ວນເຫຼົ່ານີ້ສາມາດມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ການປະຕິບັດງານຂອງອຸປະກອນໃນເວລາທີ່ພວກມັນປາກົດຢູ່ໃນພື້ນທີ່ການເຄື່ອນໄຫວຂອງອຸປະກອນ.
ຂໍ້ບົກພ່ອງດ້ານສະລີລະວິທະຍາອື່ນໆ
Step bunching ແມ່ນຂໍ້ບົກພ່ອງດ້ານຫນ້າທີ່ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ SiC epitaxial, ເຊິ່ງຜະລິດຮູບສາມຫລ່ຽມມຸມເຫວີຫຼືຮູບຊົງ trapezoidal ໃນດ້ານຂອງ epilayer SiC. ມີຄວາມບົກຜ່ອງດ້ານອື່ນໆຈໍານວນຫຼາຍ, ເຊັ່ນ: ຂຸມຫນ້າດິນ, ຕໍາແລະຮອຍເປື້ອນ. ຂໍ້ບົກພ່ອງເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະເກີດຈາກຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບການປັບປຸງແລະການໂຍກຍ້າຍທີ່ບໍ່ສົມບູນຂອງຄວາມເສຍຫາຍຂັດ, ເຊິ່ງມີຜົນກະທົບທາງລົບຕໍ່ການປະຕິບັດຂອງອຸປະກອນ.
ເວລາປະກາດ: 05-05-2024