өсөлтийн үндсэн технологиSiC эпитаксиальМатериалууд нь юуны түрүүнд согог хянах технологи, ялангуяа төхөөрөмжийн эвдрэл, найдвартай байдал доройтоход өртөмтгий согогийг хянах технологи юм. Эпитаксийн өсөлтийн явцад эпитаксиаль давхарга руу сунадаг субстратын согогийн механизм, субстрат ба эпитаксиаль давхаргын хоорондох интерфэйс дэх согогийг шилжүүлэх, хувиргах хууль, согогийн цөм үүсэх механизмыг судлах нь тэдгээрийн хоорондын хамаарлыг тодруулах үндэс суурь болно. субстратын согог ба эпитаксиаль бүтцийн согогууд нь субстратын скрининг болон эпитаксийн үйл явцыг оновчтой болгоход үр дүнтэй чиглүүлж чаддаг.
-ийн дутагдалцахиурын карбидын эпитаксиаль давхаргуудталст согог ба гадаргуугийн морфологийн согог гэсэн хоёр төрөлд хуваагддаг. Цэгний согог, шураг мултрал, бичил гуурсан хоолойн согог, захын мултрал гэх мэт болорын согогууд нь ихэвчлэн SiC субстратын согогоос үүдэлтэй ба эпитаксиаль давхаргад тархдаг. Гадаргуугийн морфологийн согогийг микроскоп ашиглан нүцгэн нүдээр шууд ажиглаж, ердийн морфологийн шинж чанартай байдаг. Гадаргуугийн морфологийн согогууд нь үндсэндээ: Зураас, гурвалжингийн согог, Луувангийн согог, уналт, бөөмсийг 4-р зурагт үзүүлэв. Эпитаксийн үйл явцын явцад гадны хэсгүүд, субстратын гэмтэл, гадаргуугийн гэмтэл, эпитаксиаль процессын хазайлт зэрэг нь орон нутгийн алхамын урсгалд нөлөөлж болно. өсөлтийн горим, үр дүнд нь гадаргуугийн морфологийн гажиг үүсдэг.
Хүснэгт 1.Шалтгаан SiC эпитаксиаль давхаргад нийтлэг матрицын согог ба гадаргуугийн морфологийн согог үүсгэхэд зориулагдсан.
Цэгийн согогууд
Цэгийн согогууд нь нэг торны цэг эсвэл хэд хэдэн торны цэг дээрх сул орон зай эсвэл цоорхойгоор үүсдэг бөгөөд тэдгээр нь орон зайн өргөтгөлгүй байдаг. Үйлдвэрлэлийн процесс бүрт, ялангуяа ион суулгах үед цэгийн согог үүсч болно. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийг илрүүлэхэд хэцүү бөгөөд цэгийн согог болон бусад согогуудын хувирал хоорондын хамаарал нь бас нэлээд төвөгтэй байдаг.
Микро хоолой (MP)
Бичил хоолой нь бургерын вектор <0001> бүхий өсөлтийн тэнхлэгийн дагуу тархдаг хөндий шураг мултрал юм. Микрогуурын диаметр нь микроноос хэдэн арван микрон хүртэл хэлбэлздэг. Микро гуурсууд нь SiC хавтангийн гадаргуу дээр том нүхтэй төстэй гадаргууг харуулдаг. Ерөнхийдөө микро гуурсан хоолойн нягт нь ойролцоогоор 0.1 ~ 1 см-2 байдаг бөгөөд арилжааны вафель үйлдвэрлэлийн чанарын хяналтад буурсаар байна.
Шургийн мултрал (TSD) ба ирмэгийн мултрал (TED)
SiC дахь мултрал нь төхөөрөмжийн эвдрэл, эвдрэлийн гол эх үүсвэр юм. Шургийн мултрал (TSD) ба ирмэгийн мултрал (TED) хоёулаа өсөлтийн тэнхлэгийн дагуу явагддаг бөгөөд Бургерын вектор <0001> ба 1/3<11 байна.–20> тус тус.
Шургийн мултрал (TSD) ба ирмэгийн мултрал (TED) хоёулаа субстратаас өрлөгийн гадаргуу хүртэл сунаж, нүхтэй төстэй гадаргуугийн жижиг шинж чанарыг авчирдаг (Зураг 4б). Ихэвчлэн ирмэгийн мултралын нягт нь шурагны мултралын нягтаас 10 дахин их байдаг. Өргөтгөсөн шурагны мултрал, өөрөөр хэлбэл субстратаас эпилейер хүртэл үргэлжилдэг бөгөөд бусад согогууд болж хувирч, өсөлтийн тэнхлэгийн дагуу тархаж болно. үедSiC эпитаксиальөсөлт, шураг мултрал нь овоолгын гэмтэл (SF) эсвэл луувангийн согог болж хувирдаг бол эпиладер дахь ирмэгийн мултрал нь эпитаксиаль өсөлтийн үед субстратаас удамшсан суурь хавтгайн мултралаас (BPDs) хувирдаг.
Үндсэн хавтгай мултрал (BPD)
SiC суурь хавтгайд байрладаг, 1/3 <11-ийн Burgers вектортой–20>. BPD нь SiC хавтангийн гадаргуу дээр ховор тохиолддог. Тэдгээр нь ихэвчлэн 1500 см-2 нягттай субстрат дээр төвлөрсөн байдаг бол эпилайр дахь нягт нь ердөө 10 см-2 байдаг. Фотолюминесценц (PL) ашиглан BPD-ийг илрүүлэх нь Зураг 4в-д үзүүлсэн шиг шугаман шинж чанарыг харуулж байна. үедSiC эпитаксиальөсөлт, өргөтгөсөн BPD нь овоолгын гэмтэл (SF) эсвэл ирмэгийн мултрал (TED) болж хувирч болно.
Овоолгын алдаа (SFs)
SiC суурийн хавтгайн овоолгын дарааллын согогууд. Овоолгын гэмтэл нь субстрат дахь SF-ийг удамшуулах замаар эпитаксиаль давхаргад гарч ирж болно, эсвэл суурь хавтгайн мултрал (BPDs) болон шурагны мултрал (TSDs) -ийн өргөтгөл, хувиралтай холбоотой байж болно. Ерөнхийдөө SFs-ийн нягтрал нь 1 см-2-ээс бага бөгөөд PL-ийг ашиглан илрүүлэх үед гурвалжин шинж чанарыг харуулдаг бөгөөд үүнийг Зураг 4e-д үзүүлэв. Гэсэн хэдий ч, SiC-д Shockley төрөл, Frank төрлийн гэх мэт янз бүрийн төрлийн овоолгын гэмтэл үүсч болно, учир нь онгоц хоорондын овоолгын эрчим хүчний бага хэмжээний зөрчил ч гэсэн овоолгын дарааллыг ихээхэн зөрчихөд хүргэдэг.
Уналт
Уналтын согог нь голчлон өсөлтийн явцад урвалын камерын дээд ба хажуугийн хананд бөөмийн уналтаас үүсдэг бөгөөд үүнийг урвалын камерын графит материалын үечилсэн засвар үйлчилгээний процессыг оновчтой болгох замаар оновчтой болгож болно.
Гурвалжингийн согог
Энэ нь 3C-SiC политипийн нэгдэл бөгөөд 4g-р зурагт үзүүлсэн шиг суурь хавтгай чиглэлийн дагуу SiC эпилаерын гадаргуу хүртэл үргэлжилдэг. Энэ нь эпитаксиаль өсөлтийн үед SiC эпилаерын гадаргуу дээр унах тоосонцороос үүсч болно. Бөөмүүд нь хучуур давхаргад шингэж, өсөлтийн үйл явцад саад учруулдаг бөгөөд үүний үр дүнд 3C-SiC политипийн оруулга үүсдэг бөгөөд энэ нь гурвалжин бүсийн орой дээр байрлах бөөмс бүхий хурц өнцөгт гурвалжин гадаргуугийн шинж чанарыг харуулдаг. Мөн олон судалгаанууд нь политипийн орцын гарал үүслийг гадаргуугийн зураас, бичил хоолой, өсөлтийн үйл явцын зохисгүй параметрүүдтэй холбосон.
Луувангийн согог
Луувангийн согог гэдэг нь 2 үзүүр нь TSD ба SF суурийн болор хавтгайд байрладаг, Фрэнк хэлбэрийн мултралаар төгсдөг, луувангийн согогийн хэмжээ нь призматик овоолон хагаралтай холбоотой байдаг давхаргын эвдрэлийн цогцолбор юм. Эдгээр шинж чанаруудын нэгдэл нь луувангийн согогийн гадаргуугийн морфологийг бүрдүүлдэг бөгөөд энэ нь 1 см-2-аас бага нягттай луувангийн хэлбэрийг 4f-р зурагт үзүүлэв. Луувангийн согог нь өнгөлгөөний зураас, TSD эсвэл субстратын согогийн үед амархан үүсдэг.
Зураас
Зураас нь 4h зурагт үзүүлсэн шиг үйлдвэрлэлийн процессын явцад үүссэн SiC хавтангийн гадаргуу дээрх механик гэмтэл юм. SiC субстрат дээрх зураас нь эпилаерын ургалтад саад учруулж, давхарга дотор өндөр нягтралтай нүүлгэн шилжүүлэлт үүсгэх эсвэл зураас нь луувангийн согог үүсэх үндэс болдог. Иймд SiC хавтанцарыг зөв өнгөлөх нь маш чухал бөгөөд учир нь эдгээр зураас нь идэвхтэй хэсэгт гарч ирэх үед төхөөрөмжийн гүйцэтгэлд ихээхэн нөлөөлдөг. төхөөрөмж.
Бусад гадаргуугийн морфологийн согогууд
Алхам багцлах нь SiC эпитацийн гадаргуу дээр мохоо гурвалжин эсвэл трапец хэлбэрийн дүрсийг үүсгэдэг SiC эпитаксиаль өсөлтийн явцад үүссэн гадаргуугийн согог юм. Гадаргуугийн нүх, овойлт, толбо зэрэг бусад олон гадаргуугийн согогууд байдаг. Эдгээр согогууд нь ихэвчлэн оновчтой бус өсөлтийн процесс, өнгөлгөөний эвдрэлийг бүрэн арилгаагүйгээс үүсдэг бөгөөд энэ нь төхөөрөмжийн гүйцэтгэлд сөргөөр нөлөөлдөг.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 6-р сарын 05-ны хооронд