Silicon carbide epitaxial پرت جا عيب ڪهڙا آهن

جي ترقي لاء بنيادي ٽيڪنالاجيسي سي epitaxialمواد پهريون ڀيرو خراب ڪنٽرول ٽيڪنالاجي آهي، خاص طور تي خراب ڪنٽرول ٽيڪنالاجي لاء جيڪو ڊوائيس جي ناڪامي يا اعتبار جي خراب ٿيڻ جو خطرو آهي. epitaxial ترقي جي عمل دوران epitaxial پرت ۾ پکڙيل substrate جي خرابين جي ميڪانيزم جو مطالعو، substrate ۽ epitaxial پرت جي وچ ۾ انٽرفيس تي خرابين جي منتقلي ۽ تبديلي جا قانون، ۽ خرابين جي نيوڪليشن ميڪانيزم جي وچ ۾ رابطي کي واضح ڪرڻ لاء بنياد آهن. substrate عيب ۽ epitaxial ساخت جي خرابين، جنهن کي مؤثر طريقي سان رهنمائي ڪري سگهي ٿو substrate اسڪريننگ ۽ epitaxial عمل جي اصلاح.

جي عيبsilicon carbide epitaxial تہهبنيادي طور تي ٻن ڀاڱن ۾ ورهايل آهن: ڪرسٽل خرابيون ۽ سطحي مورفولوجي خرابيون. کرسٽل خرابيون، جن ۾ پوائنٽ جي خرابين، اسڪرو جي خرابي، مائڪروٽيوبول خرابين، ڪنڊ ڊسلوڪشن، وغيره شامل آهن، اڪثر ڪري سي سي سبسٽريٽ تي خرابين مان نڪرندا آهن ۽ epitaxial پرت ۾ ڦهليل آهن. مٿاڇري جي مورفولوجي جي خرابين کي سڌو سنئون ننگي اک سان هڪ خوردبيني استعمال ڪندي ڏسي سگهجي ٿو ۽ عام مورفولوجي خاصيتون آهن. مٿاڇري جي مورفولوجي جي خرابين ۾ خاص طور تي شامل آهن: ڇڪڻ، ٽڪنڊي جي خرابي، گاجر جي خرابي، هيٺيون، ۽ ذرات، جيئن شڪل 4 ۾ ڏيکاريل آهي. epitaxial عمل دوران، خارجي ذرات، ذيلي ذخيري جي خرابين، مٿاڇري کي نقصان، ۽ epitaxial عمل جي انحراف سڀ مقامي قدم جي وهڪري کي متاثر ڪري سگھن ٿا. ترقي جو طريقو، جنهن جي نتيجي ۾ سطح جي مورفولوجي خرابي.

جدول 1. SiC epitaxial تہن ۾ عام ميٽرڪس جي خرابين ۽ سطح جي مورفولوجي جي خرابين جي ٺهڻ جا سبب

 

نقطي نقص

نقطي نقص هڪ واحد جالي واري نقطي يا ڪيترن ئي جالي پوائنٽن تي خالن يا خالن جي ذريعي ٺاهيا ويا آهن، ۽ انهن جي ڪا به گنجائش نه آهي. نقطي عيب هر پيداوار جي عمل ۾ ٿي سگھي ٿي، خاص طور تي آئن امپلانٽيشن ۾. بهرحال، انهن کي ڳولڻ ڏکيو آهي، ۽ نقطي نقص ۽ ٻين خرابين جي تبديلي جي وچ ۾ لاڳاپا پڻ ڪافي پيچيده آهي.

 

مائڪروپائپس (ايم پي)

Micropipes خال اسڪرو dislocations آهن جيڪي ترقي جي محور سان گڏ، هڪ برگر ویکٹر <0001> سان پروپيگنڊا ڪن ٿا. مائڪرو ٽيوبس جو قطر هڪ مائڪرون جي هڪ ڀاڱي کان وٺي ڏهن مائڪرن تائين هوندو آهي. Microtubes سي سي ويفرز جي مٿاڇري تي وڏي کڏ وانگر مٿاڇري جون خاصيتون ڏيکاري ٿو. عام طور تي، microtubes جي کثافت اٽڪل 0.1 ~ 1cm-2 آهي ۽ تجارتي ويفر جي پيداوار جي معيار جي نگراني ۾ گهٽتائي جاري آهي.

 

اسڪرو ڊسڪشن (TSD) ۽ ڪنڊ ڊسلوڪشن (TED)

سي سي ۾ ڊسڪشن ڊوائيس جي تباهي ۽ ناڪامي جو بنيادي ذريعو آهن. ٻئي screw dislocations (TSD) ۽ edge dislocations (TED) ترقيءَ جي محور سان گڏ هلن ٿا، ترتيب وار <0001> ۽ 1/3<11–20> جي برگر ویکٹر سان.

ٻئي اسڪرو ڊسلوڪشنز (TSD) ۽ ايج ڊسلوڪشنز (TED) سبسٽريٽ کان ويفر جي مٿاڇري تائين وڌائي سگھن ٿا ۽ ننڍڙا کڏ جھڙي مٿاڇري جون خاصيتون آڻي سگھن ٿا (شڪل 4b). عام طور تي، ڪنڊ ڊاسلوڪشن جي کثافت تقريبا 10 ڀيرا اسڪرو جي ڊسڪشن جي ڀيٽ ۾ آهي. توسيع ٿيل اسڪرو ڊسڪشن، يعني، سبسٽريٽ کان ايپيليئر تائين وڌائڻ، پڻ ٻين خرابين ۾ تبديل ٿي سگھي ٿو ۽ ترقي جي محور سان پروپيگنڊا ٿي سگھي ٿي. دورانسي سي epitaxialترقي، اسڪرو ڊسلوڪشن کي اسٽيڪنگ فالٽس (SF) يا گاجر جي خرابين ۾ تبديل ڪيو ويندو آهي، جڏهن ته ايپيليٽرز ۾ ڪنڊ ڊسلوڪشنز کي ڏيکاريو ويو آهي ته epitaxial واڌ جي دوران سبسٽريٽ مان وراثت ۾ آيل بيسل پليئر ڊسڪشن (BPDs) مان تبديل ٿي ويا آهن.

 

بنيادي جهاز جي بيهڻ (BPD)

1/3 <11-20> جي برگر ویکٹر سان، سي سي بيسل جهاز تي واقع آهي. سي سي ويفرز جي مٿاڇري تي بي پي ڊي گهٽ ۾ گهٽ ظاهر ٿيندا آهن. اهي عام طور تي 1500 سينٽي-2 جي کثافت سان سبسٽريٽ تي مرڪوز هوندا آهن، جڏهن ته ايپيلير ۾ انهن جي کثافت صرف 10 سينٽي-2 آهي. BPDs جي سڃاڻپ photoluminescence (PL) استعمال ڪندي لڪير خاصيتون ڏيکاري ٿو، جيئن تصوير 4c ۾ ڏيکاريل آهي. دورانسي سي epitaxialواڌ، وڌايل بي پي ڊي کي اسٽيڪنگ فالٽس (SF) يا ايج ڊسلوڪشنز (TED) ۾ تبديل ٿي سگھي ٿو.

 

اسٽيڪنگ فالٽس (SFs)

سي سي بيسل جهاز جي اسٽيڪنگ تسلسل ۾ خرابيون. اسٽيڪنگ غلطيون epitaxial پرت ۾ ظاهر ٿي سگھن ٿيون وراثت ۾ SFs جي ذيلي ذخيري جي ذريعي، يا بيسل جهاز جي ڊسڪشن (BPDs) ۽ ٿريڊنگ اسڪرو ڊسڪشن (TSDs) جي واڌ ۽ تبديلي سان لاڳاپيل ٿي سگھي ٿو. عام طور تي، SFs جي کثافت 1 cm-2 کان گھٽ آھي، ۽ اھي ھڪڙي ٽڪنڊي خصوصيت جي نمائش ڪن ٿا جڏھن معلوم ٿئي ٿو PL استعمال ڪندي، جيئن تصوير 4e ۾ ڏيکاريل آھي. تنهن هوندي به، SiC ۾ مختلف قسم جا اسٽيڪنگ فالٽ ٺاهي سگهجن ٿا، جهڙوڪ شاڪلي ٽائپ ۽ فرينڪ ٽائپ، ڇاڪاڻ ته جهازن جي وچ ۾ اسٽيڪنگ انرجي خرابي جي هڪ ننڍڙي مقدار به اسٽيڪنگ تسلسل ۾ وڏي بي ترتيبيءَ جو سبب بڻجي سگهي ٿي.

 

زوال

زوال جي خرابي بنيادي طور تي رد عمل واري چيمبر جي مٿئين ۽ پاسي واري ديوار تي ذخيري جي ڊپ مان نڪرندي آهي، جنهن کي بهتر ڪري سگهجي ٿو رد عمل واري چيمبر جي وقتي سار سنڀال جي عمل کي بهتر ڪرڻ سان، گريفائٽ استعمال ٿيندڙ سامان.

 

ٽڪنڊي جي خرابي

اهو هڪ 3C-SiC پوليٽائپ شامل آهي جيڪو بيسل جهاز جي هدايت سان SiC ايپيليئر جي مٿاڇري تائين وڌايو ويو آهي، جيئن شڪل 4g ۾ ڏيکاريل آهي. اهو epitaxial واڌ جي دوران SiC ايپيليئر جي مٿاڇري تي گرڻ واري ذرات ذريعي پيدا ٿي سگهي ٿو. ذرڙا ايپيليئر ۾ جڙيل هوندا آهن ۽ واڌ جي عمل ۾ مداخلت ڪندا آهن، جنهن جي نتيجي ۾ 3C-SiC پوليٽائپ انڪوشنز شامل هوندا آهن، جيڪي ٽڪنڊي واري علائقي جي چوٽيءَ تي واقع ذرڙن سان گڏ تيز زاويه ٽڪنڊي سطح جون خاصيتون ڏيکاريندا آهن. ڪيترن ئي مطالعي کي پڻ منسوب ڪيو ويو آهي پولي ٽائپ جي شموليت جي اصليت کي مٿاڇري جي خرابي، مائڪروپائپس، ۽ ترقي جي عمل جي غلط پيٽرولن کي.

 

گاجر جو عيب

گاجر جي خرابي هڪ اسٽيڪنگ فالٽ ڪمپليڪس آهي جنهن جي ٻن سرن تي TSD ۽ SF بيسل ڪرسٽل جهازن تي واقع آهي، جيڪو فرينڪ قسم جي ڊسڪشن ذريعي ختم ڪيو ويو آهي، ۽ گاجر جي خرابي جي ماپ جو تعلق پرزماتي اسٽيڪنگ فالٽ سان آهي. انهن خاصيتن جي ميلاپ سان گاجر جي خرابيءَ جي سطح جي شڪل ٺاهي ٿي، جيڪا 1 سينٽي-2 کان گهٽ جي کثافت سان گاجر جي شڪل وانگر نظر اچي ٿي، جيئن شڪل 4f ۾ ڏيکاريل آهي. گاجر جا عيب آساني سان ٺھيل آھن پالش ڪرڻ واري اسڪريچ، TSDs، يا substrate جي خرابين تي.

 

ڇڪتاڻ

سکريچز پيداوار جي عمل دوران ٺهيل SiC wafers جي مٿاڇري تي ميڪيڪل نقصان آهن، جيئن تصوير 4h ۾ ڏيکاريل آهي. سي سي سبسٽريٽ تي اسڪريچز ايپيليئر جي واڌ ۾ مداخلت ڪري سگھن ٿيون، ايپيليئر جي اندر اعلي کثافت جي خارج ٿيڻ جي قطار پيدا ڪري سگھن ٿيون، يا اسڪريچز گاجر جي خرابين جي ٺهڻ جو بنياد بڻجي سگھن ٿيون. تنهن ڪري، اهو ضروري آهي ته سي سي ويفرز کي صحيح طور تي پالش ڪيو وڃي ڇاڪاڻ ته اهي خرابيون ڊوائيس جي ڪارڪردگي تي اهم اثر پئجي سگهن ٿيون جڏهن اهي ڊوائيس جي فعال علائقي ۾ ظاهر ٿيندا آهن.

 

ٻيا مٿاڇري morphology عيب

اسٽيپ بنچنگ هڪ مٿاڇري خرابي آهي جيڪا SiC epitaxial واڌ جي عمل جي دوران پيدا ٿئي ٿي، جيڪا SiC ايپيلير جي مٿاڇري تي اونداهي مثلث يا trapezoidal خاصيتون پيدا ڪري ٿي. مٿاڇري جا ٻيا به ڪيترائي نقص آھن، جھڙوڪ مٿاڇري جا ڍاڪا، ڌاڙا ۽ داغ. اهي خرابيون عام طور تي اڻڄاتل ترقي جي عملن ۽ پولشنگ نقصان جي نامڪمل هٽائڻ جي ڪري، جيڪي ڊوائيس جي ڪارڪردگي تي منفي اثر انداز ڪن ٿا.