Ösmegi üçin esasy tehnologiýaSiC epitaksialmateriallar, ilkinji nobatda, enjamyň näsazlygyna ýa-da ygtybarlylygynyň peselmegine ýykgyn edýän gözegçilik dolandyryş tehnologiýasy üçin kemçilikdir. Epitaksial ösüş döwründe epitaksial gatlaga ýaýran substrat kemçilikleriniň mehanizmini öwrenmek, substrat bilen epitaksial gatlagyň arasyndaky interfeýsdäki kemçilikleriň geçiş we üýtgetmek kanunlary we kemçilikleriň nukleýasiýa mehanizmi arasyndaky baglanyşygy aýdyňlaşdyrmak üçin esas bolup durýar. substratyň kemçilikleri we epitaksial gurluş kemçilikleri, substratyň barlagyna we epitaksial prosesiň optimizasiýasyna netijeli ýol görkezip biler.
Kemçiliklerikremniý karbid epitaksial gatlaklaryesasan iki kategoriýa bölünýär: kristal kemçilikler we ýerüsti morfologiýa kemçilikleri. Nokat kemçilikleri, nurbatlaryň üýtgemegi, mikrotubula kemçilikleri, gyralaryň üýtgemegi we ş.m. ýaly kristal kemçilikler, esasan SiC substratlarynyň kemçiliklerinden gelip çykýar we epitaksial gatlakda ýaýraýar. Faceerüsti morfologiýa kemçiliklerini mikroskop ulanyp, gözi göni gözi bilen görüp bolýar we adaty morfologiki aýratynlyklara eýe. Faceerüsti morfologiýa kemçilikleri esasan aşakdakylary öz içine alýar: 4-nji suratda görkezilişi ýaly dyrnaçak, üçburçluk kemçiligi, käşir kemçiligi, ýykylmak we bölejik. Epitaksial prosesiň dowamynda daşary ýurt bölejikleri, substrat kemçilikleri, ýerüsti zeperler we epitaksial prosesiň gyşarmalary ýerli ädim akymyna täsir edip biler. ýerüsti morfologiýa kemçiliklerine sebäp bolýan ösüş tertibi.
1-nji tablisa. SiC epitaksial gatlaklarynda umumy matrisa kemçilikleriniň we ýerüsti morfologiýa kemçilikleriniň döremeginiň sebäpleri
Nokat kemçilikleri
Nokat kemçilikleri boş boşluklar ýa-da bir panjara nokadyndaky boşluklar bilen emele gelýär we olaryň giňişligi ýok. Nokat kemçilikleri her önümçilik prosesinde, esasanam ion implantasiýasynda ýüze çykyp biler. Şeýle-de bolsa, olary tapmak kyn we nokat kemçilikleriniň üýtgemegi bilen beýleki kemçilikleriň arasyndaky baglanyşyk hem gaty çylşyrymly.
Mikrop turbalar (MP)
Mikropipler, Burger wektory <0001> bilen ösüş okunyň ugrunda köpelýän içi boş nurbatlardyr. Mikrotublaryň diametri mikronyň bir böleginden onlarça mikrona çenli üýtgeýär. Mikrotublar SiC wafli üstünde uly çukura meňzeş aýratynlyklary görkezýär. Adatça, mikrotublaryň dykyzlygy takmynan 0,1 ~ 1 sm-2 bolup, täjirçilik wafli önümçiliginiň hiline gözegçilikde peselmegini dowam etdirýär.
Buraw ýerleri (TSD) we gyralary (TED)
SiC-de ýerleşýän ýerler enjamyň zaýalanmagynyň we şowsuzlygynyň esasy çeşmesidir. Nurbatlaryň ikisi hem (TSD) we gyrasy ýerleşen ýerler (TED) ösüş okunyň ugrunda hereket edýärler, degişlilikde <0001> we 1/3 <11–20> burger wektorlary.
Burawlaryň ikisi hem (TSD) we gyrada ýerleşýän ýerler (TED) substratdan wafli ýüzüne çenli uzalyp, çukura meňzeş kiçijik aýratynlyklary getirip biler (4b surat). Adatça, gyradaky ýerleriň dykyzlygy nurbatlaryň ýerleşişinden takmynan 10 esse köpdür. Giňeldilen nurbatlaryň süýşmegi, ýagny substratdan epileýa çenli uzalmagy beýleki kemçiliklere hem öwrülip, ösüş oky boýunça köpelip biler. Wagtyň dowamyndaSiC epitaksialulalmagy, nurbatlaryň süýşürilmegi gaplama kemçiliklerine (SF) ýa-da käşir kemçiliklerine öwrülýär, epilaýerleriň gyrasyndaky ýer bölekleri epitaksial ösüş döwründe substratdan miras galan bazal tekiz ýerlerden (BPD) öwrüler.
Uçaryň esasy ýerleşişi (BPD)
SiC bazal tekizliginde, 1/3 <11–20> burger wektory bilen. BPD-ler SiC wafliniň üstünde seýrek ýüze çykýar. Adatça dykyzlygy 1500 sm-2 bolan substratda jemlenýär, epilaýerdäki dykyzlygy bary-ýogy 10 sm-2 töweregi. Fotoluminesensiýa (PL) ulanyp BPD-leriň tapylmagy, 4c-nji suratda görkezilişi ýaly çyzykly aýratynlyklary görkezýär. Wagtyň dowamyndaSiC epitaksialulalmagy, giňeldilen BPD-leri ýalňyşlyklara (SF) ýa-da gyradaky ýerlere (TED) öwrüp bolar.
Ultsalňyşlyklary ýygnamak (SF)
SiC bazal tekizliginiň yzygiderliligindäki kemçilikler. Atingalňyşlyklar epitaksial gatlakda substratda SF-leri miras alyp biler ýa-da bazal tekizligiň (BPD) uzalmagy we üýtgemegi we ýüplük nurbatlarynyň (TSD) uzalmagy we üýtgemegi bilen baglanyşykly bolup biler. Adatça SF-leriň dykyzlygy 1 sm-2-den pes bolup, 4e-nji suratda görkezilişi ýaly PL ulanylanda ýüze çykarylanda üçburçluk aýratynlygyny görkezýärler. Şeýle-de bolsa, Şokli görnüşi we Frank görnüşi ýaly SiC-de dürli görnüşli ýalňyşlyklar emele gelip biler, sebäbi uçarlaryň arasynda az mukdarda energiýa bozulmagy hem yzygiderlilikde ep-esli tertipsizlige sebäp bolup biler.
.Ykylmak
Fallykylma kemçiligi, esasan, ösüş döwründe reaksiýa kamerasynyň ýokarky we gapdal diwarlaryndaky bölejikleriň düşmeginden gelip çykýar, reaksiýa kamerasynyň grafit sarp ediş serişdeleriniň döwürleýin tehniki hyzmatyny optimizirläp optimizirläp bolýar.
Üçburçluk kemçiligi
4C-nji suratda görkezilişi ýaly bazal tekizlik ugry boýunça SiC epilaýeriniň ýüzüne uzalyp gidýän 3C-SiC polip görnüşi. Epitaksial ösüş döwründe SiC epilaýeriniň üstündäki düşýän bölejikler bilen emele gelip biler. Bölejikler epilaýeriň içine salynýar we ösüş prosesine päsgel berýär, netijede üçburçluk sebtiniň gyralarynda ýerleşýän bölejikler bilen ýiti burçly üçburçluk üst aýratynlyklaryny görkezýän 3C-SiC polip görnüşi goşulýar. Köp gözlegler politip goşulmalarynyň gelip çykyşyny ýerüsti çyzgylar, mikrop turbalar we ösüş prosesiniň nädogry parametrleri bilen baglanyşdyrdy.
Käşir kemçiligi
Käşir kemçiligi, iki ujy TSD we SF bazal kristal uçarlarynda ýerleşýän, frank görnüşindäki ýer bilen kesilen we käşir kemçiliginiň ululygy prizmatik ýalňyşlyk bilen baglanyşykly. Bu aýratynlyklaryň utgaşmasy, 4f suratda görkezilişi ýaly, dykyzlygy 1 sm-2-den az bolan käşir şekiline meňzeýän käşir kemçiliginiň üstki morfologiýasyny emele getirýär. Käşir kemçilikleri ýalpyldawuk çyzgylarda, TSD-lerde ýa-da substrat kemçiliklerinde aňsatlyk bilen emele gelýär.
Dyrnaklar
Dyrnaklar, 4-nji suratda görkezilişi ýaly önümçilik döwründe emele gelen SiC wafli üstündäki mehaniki zeperlerdir. SiC substratyndaky çyzgylar epilaýeriň ösmegine päsgel berip biler, epilaýeriň içinde bir hatar ýokary dykyzlykly ýerleri döredip biler ýa-da käşir kemçilikleriniň döremegine esas bolup biler. Şonuň üçin SiC wafli dogry süpürmek möhümdir, sebäbi bu çyzgylar enjamyň işjeň ýerinde peýda bolanda enjamyň işleýşine ep-esli täsir edip biler.
Surfaceerüsti morfologiýanyň beýleki kemçilikleri
Basgançaklar, SiC epitaxial ösüş prosesinde emele gelen ýerüsti kemçilik bolup, SiC epilaýeriniň üstünde obtuse üçburçluklary ýa-da trapezoidal aýratynlyklary döredýär. Surfaceerüsti çukurlar, çişikler we tegmiller ýaly başga-da köp ýerüsti kemçilikler bar. Bu kemçilikler, adatça, ösmedik ösüş prosesleri we enjamyň işleýşine ýaramaz täsir edýän ýalpyldawuk zeperleriň doly ýok edilmegi bilen ýüze çykýar.
Iş wagty: Iýun-05-2024