Технологияи асосӣ барои афзоишиSiC эпитаксиалӣмаводҳо пеш аз ҳама технологияи назорати камбудиҳо мебошад, махсусан барои технологияи назорати камбудиҳо, ки ба шикасти дастгоҳ ё таназзули эътимод моил аст. Омӯзиши механизми нуқсонҳои субстрат, ки дар ҷараёни афзоиши эпитаксиалӣ ба қабати эпитаксиалӣ паҳн мешаванд, қонунҳои интиқол ва табдилёбии нуқсонҳо дар интерфейси байни қабати эпитаксиалӣ ва механизми ядроии нуқсонҳо барои равшан кардани таносуби байни қабатҳои эпитаксиалӣ асос мебошанд. нуқсонҳои субстрат ва нуқсонҳои сохтории эпитаксиалӣ, ки метавонанд скрининги субстрат ва оптимизатсияи равандҳои эпитаксиалиро самаранок роҳнамоӣ кунанд.
Камбудихоиқабатҳои эпитаксиалии карбиди кремнийасосан ба ду категория тақсим мешаванд: нуқсонҳои кристаллӣ ва нуқсонҳои морфологияи рӯизаминӣ. Нуқсонҳои кристаллӣ, аз ҷумла нуқсонҳои нуқта, дислокатсияҳои винт, нуқсонҳои микротубул, дислокатсияҳои канор ва ғайра, асосан аз нуқсонҳои субстратҳои SiC ба вуҷуд омада, ба қабати эпитаксиалӣ паҳн мешаванд. Нуқсонҳои морфологияи рӯизаминиро метавон мустақиман бо чашми бараҳна тавассути микроскоп мушоҳида кард ва хусусиятҳои морфологии хос доранд. Нуқсонҳои морфологияи рӯизаминӣ асосан аз инҳо иборатанд: Харош, нуқси секунҷа, нуқси сабзӣ, фурӯпошӣ ва заррача, тавре ки дар расми 4 нишон дода шудааст. Дар ҷараёни ҷараёни эпитаксиалӣ, зарраҳои бегона, нуқсонҳои субстрат, осеби рӯизаминӣ ва инҳирофоти эпитаксиалӣ ҳама метавонанд ба ҷараёни қадами маҳаллӣ таъсир расонанд. режими афзоиш, ки боиси нуқсонҳои морфологияи рӯизаминӣ мегардад.
Ҷадвали 1.Сабабҳо барои ташаккули нуқсонҳои умумии матритса ва нуқсонҳои морфологияи рӯизаминӣ дар қабатҳои эпитаксиалии SiC
Нуқтаҳои нуқта
Нуќсонњои нуќтањо дар натиљаи љойњои холї ё фосилањо дар як нуќтаи торї ё якчанд нуќтањои торї ба вуљуд меоянд ва онњо васеъшавии фазої надоранд. Дар ҳар як раванди истеҳсолӣ, хусусан ҳангоми имплантатсияи ионҳо, нуқсонҳои нуқтаҳо метавонанд рух диҳанд. Бо вуҷуди ин, ошкор кардани онҳо душвор аст ва робитаи байни табдили нуқсонҳои нуқта ва дигар камбудиҳо низ хеле мураккаб аст.
Микроқубурҳо (МП)
Микроқубурҳо дислокатсияҳои винтҳои холӣ мебошанд, ки дар баробари меҳвари афзоиш бо вектори Бургерс <0001> паҳн мешаванд. Диаметри микротюбҳо аз як фраксияи микрон то даҳҳо микрон аст. Микротюбҳо дар рӯи вафли SiC хусусиятҳои калони рӯи чоҳ монандро нишон медиҳанд. Одатан, зичии микротюбҳо тақрибан 0,1 ~ 1см-2 аст ва дар мониторинги сифати истеҳсоли вафли тиҷоратӣ коҳишро идома медиҳад.
Дислокатсияҳои винтҳо (TSD) ва дислокатсияҳои канорӣ (TED)
Дислокатсияҳо дар SiC манбаи асосии таназзул ва нокомии дастгоҳ мебошанд. Ҳарду дислокатсияҳои винтӣ (TSD) ва дислокатсияҳои канорӣ (TED) дар меҳвари афзоиш бо векторҳои Бургерҳои <0001> ва 1/3<11 ҳаракат мекунанд–20>, мутаносибан.
Ҳарду дислокатсияҳои буранда (TSD) ва дислокатсияҳои канорӣ (TED) метавонанд аз субстрат ба сатҳи вафли дароз шаванд ва хусусиятҳои сатҳи хурди ба чоҳ монандро ба вуҷуд оранд (Расми 4b). Одатан, зичии дислокатсияҳои канорӣ нисбат ба дислокатсияҳои винтӣ тақрибан 10 маротиба зиёд аст. Дислокатсияҳои винтҳои васеъ, яъне аз субстрат то эпилейер тӯл мекашанд, инчунин метавонанд ба нуқсонҳои дигар табдил ёбанд ва дар меҳвари афзоиш паҳн шаванд. Дар давомиSiC эпитаксиалӣафзоиш, дислокатсияҳои винт ба хатогиҳои стекингӣ (SF) ё нуқсонҳои сабзӣ мубаддал мешаванд, дар ҳоле ки дислокатсияҳои канорӣ дар эпилайерҳо аз дислокатсияҳои ҳамвории базавӣ (BPDs) аз субстрат ҳангоми афзоиши эпитаксиалӣ ба мерос гирифта шудаанд.
Дислокатсияи асосии ҳавопаймо (BPD)
Воқеъ дар ҳавопаймои базалии SiC бо вектори Burgers 1/3 <11–20>. BPDҳо дар рӯи вафли SiC хеле кам пайдо мешаванд. Онҳо одатан дар рӯи замин бо зичии 1500 см-2 мутамарказ мешаванд, дар ҳоле ки зичии онҳо дар эпилайер танҳо тақрибан 10 см-2 аст. Муайян кардани BPD бо истифода аз фотолюминессенсия (PL) хусусиятҳои хатиро нишон медиҳад, ки дар расми 4c нишон дода шудааст. Дар давомиSiC эпитаксиалӣафзоиш, BPD-ҳои васеъ метавонанд ба хатогиҳои stacking (SF) ё dislocations edge (TED) табдил дода шаванд.
Хатогиҳои stacking (SFs)
Камбудиҳо дар пайдарпаии stacking ҳавопаймои базавӣ SiC. Хатогиҳои stacking метавонад дар қабати эпитаксиалӣ тавассути мерос гирифтани SF-ҳо дар субстрат пайдо шаванд ё бо васеъшавӣ ва табдили дислокатсияҳои ҳавопаймои базавӣ (BPDs) ва дислокатсияҳои винтҳои ришта (TSDs) алоқаманд бошанд. Умуман, зичии SFs камтар аз 1 см-2 аст ва онҳо ҳангоми ошкор кардани истифодаи PL хусусияти секунҷаро нишон медиҳанд, тавре ки дар расми 4е нишон дода шудааст. Бо вуҷуди ин, дар SiC намудҳои гуногуни хатогиҳои стеккунӣ метавонанд ба монанди навъи Шокли ва навъи Фрэнк ба вуҷуд оянд, зеро ҳатто миқдори ками ихтилоли энергияи stacking дар байни ҳавопаймоҳо метавонад боиси номунтазамии назаррас дар пайдарпаии стекке оварда расонад.
Фурӯпошӣ
Камбудии фурӯпошӣ асосан аз афтиши зарраҳо дар деворҳои болоӣ ва паҳлӯи камераи реаксия дар ҷараёни афзоиш сарчашма мегирад, ки онро тавассути оптимизатсияи раванди нигоҳдории даврии масолеҳи графитии камераи реаксия оптимизатсия кардан мумкин аст.
Камбудии секунҷа
Ин дохилкунии политипи 3C-SiC мебошад, ки ба сатҳи эпилайери SiC дар баробари самти ҳамвории базавӣ, тавре ки дар расми 4g нишон дода шудааст, паҳн мешавад. Он метавонад аз ҷониби зарраҳои афтодан дар сатҳи эпилайери SiC ҳангоми афзоиши эпитаксиалӣ тавлид шавад. Зарраҳо дар эпилайер ҷойгир карда мешаванд ва ба раванди афзоиш халал мерасонанд, ки дар натиҷа дохилкуниҳои политипи 3C-SiC ба вуҷуд меоянд, ки хусусиятҳои сатҳи секунҷаи тезро бо зарраҳои дар кунҷҳои минтақаи секунҷа ҷойгиршуда нишон медиҳанд. Бисёре аз тадқиқотҳо инчунин пайдоиши инклюзияҳои политипиро ба харошиданҳои рӯизаминӣ, микроқубурҳо ва параметрҳои нодурусти раванди афзоиш марбут медонанд.
Камбудии сабзӣ
Норасоии сабзӣ як маҷмӯи хатогиҳои стеккунӣ мебошад, ки ду нуқта дар ҳавопаймоҳои кристалии базалии TSD ва SF ҷойгиранд, ки бо дислокатсияи навъи Франк хотима ёфтаанд ва андозаи нуқси сабзӣ ба хатогиҳои призматикӣ алоқаманд аст. Якчоягии ин хусусиятхо морфологияи сатхии нуксони сабзиро ташкил медихад, ки он ба шакли сабзй бо зичии камтар аз 1 см-2 монанд аст, ки дар расми 4f нишон дода шудааст. Нуқсонҳои сабзӣ ҳангоми харошидан, TSDs ё нуқсонҳои субстрат ба осонӣ ба вуҷуд меоянд.
Харошидан
Харошидан осеби механикӣ дар рӯи пластинҳои SiC дар ҷараёни истеҳсолот, тавре ки дар расми 4h нишон дода шудааст, мебошанд. Харошидаҳо дар субстрати SiC метавонанд ба афзоиши эпилайер халал расонанд, як қатор дислокатсияҳои зичии баландро дар дохили эпилайер ба вуҷуд оранд ё харошиданҳо метавонанд барои ташаккули нуқсонҳои сабзӣ асос гардад. Аз ин рӯ, дуруст сайқал додани вафлиҳои SiC муҳим аст, зеро ин харошидан ҳангоми пайдо шудани онҳо дар минтақаи фаъол ба кори дастгоҳ таъсири назаррас расонида метавонанд. дастгоҳ.
Дигар нуқсонҳои морфологияи рӯизаминӣ
Банчингии қадам як нуқсони рӯизаминӣ мебошад, ки дар ҷараёни афзоиши эпитаксиалии SiC ба вуҷуд омадааст, ки дар сатҳи эпилайери SiC секунҷаҳои барҷаста ё хусусиятҳои трапецияро ба вуҷуд меорад. Камбудиҳои дигари рӯизаминӣ, аз қабили чоҳҳо, зарбаҳо ва доғҳо мавҷуданд. Ин нуқсонҳо одатан аз равандҳои номукаммали афзоиш ва бартараф накардани нопурраи зарари сайқалдиҳӣ ба вуҷуд меоянд, ки ба кори дастгоҳ таъсири манфӣ мерасонанд.
Вақти фиристодан: июн-05-2024