كرېمنىي كاربون ئېپىتاكىس قەۋىتىنىڭ كەمچىلىكى نېمە

ئېشىشنىڭ يادرولۇق تېخنىكىسىSiC epitaxialماتېرىياللار ئالدى بىلەن نۇقساننى كونترول قىلىش تېخنىكىسى ، بولۇپمۇ ئۈسكۈنىلەرنىڭ كاشىلا ياكى ئىشەنچلىك تۆۋەنلىشى ئاسان كۆرۈلىدىغان نۇقساننى كونترول قىلىش تېخنىكىسى ئۈچۈن. ئېپىتاكسىيىلىك ئۆسۈپ يېتىلىش جەريانىدا يەر ئاستى قەۋىتىگە كېڭىيىدىغان بالا ھەمراھىنىڭ كەمتۈكلۈك مىخانىزىمى تەتقىقاتى ، كەمتۈكلۈكنىڭ يەر ئاستى قەۋىتى بىلەن تۇتاشتۇرۇش قەۋىتى ئوتتۇرىسىدىكى كۆرۈنۈشتىكى كەمتۈكلۈكنىڭ يۆتكىلىش ۋە ئۆزگەرتىش قانۇنىيىتى ، كەمتۈكلۈكنىڭ يادرو مېخانىزىمى ئوتتۇرىسىدىكى باغلىنىشنى ئايدىڭلاشتۇرۇشنىڭ ئاساسى. ئاستىرتتىن كەمتۈكلۈك ۋە تۇتقاقلىق قۇرۇلما خاراكتېرلىك كەمتۈكلۈكلەر ، بۇلار بالا ھەمراھىنى تەكشۈرۈش ۋە تۇتقاقلىق جەريانىنى ئەلالاشتۇرۇشقا ئۈنۈملۈك يېتەكچىلىك قىلالايدۇ.

كەمچىلىكىكرېمنىي كاربدنىڭ تۇتقاقلىق قەۋىتىئاساسلىقى كىرىستال كەمتۈكلۈك ۋە يەر يۈزى مورفولوگىيىسى كەمتۈكلىكىدىن ئىبارەت ئىككى تۈرگە بۆلىنىدۇ. خرۇستال نۇقسانلار ، نۇقسان كەمتۈكلۈك ، بۇرمىلاشتىن ئايرىلىش ، مىكرو قۇتۇب كەمتۈكلىكى ، گىرۋەكنى يۆتكەش قاتارلىقلار قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ ، كۆپىنچە SiC تارماق ئېغىزىدىكى كەمتۈكلۈكتىن كېلىپ چىقىپ ، تارقىلىشچان قەۋەتكە تارقىلىدۇ. يەر يۈزى مورفولوگىيەسىنىڭ كەمتۈكلىكىنى مىكروسكوپ ئارقىلىق بىۋاسىتە كۆز بىلەن كۆرگىلى بولىدۇ ھەمدە تىپىك مورفولوگىيەلىك ئالاھىدىلىككە ئىگە. يەر يۈزى مورفولوگىيە جەھەتتىكى كەمتۈكلۈكلەر تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ: 4-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، سىزىلغان ، ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈك ، سەۋزە كەمتۈكلىكى ، يىقىلىپ چۈشۈش ۋە زەررىچە. ئۆسۈش ھالىتى ، يەر يۈزى مورفولوگىيىسى كەمتۈكلىكىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.

1-جەدۋەل. SiC epitaxial قەۋىتىدە كۆپ ئۇچرايدىغان ماترىسسا كەمتۈكلىكى ۋە يەر يۈزى مورفولوگىيەلىك كەمتۈكلۈكنىڭ شەكىللىنىشىدىكى سەۋەبلەر

 

نۇقسان

نۇقسان نۇقسانلىرى بىر رېشاتكا ياكى بىر نەچچە رېشاتكا نۇقتىسىدىكى بوش ئورۇن ياكى بوشلۇق ئارقىلىق شەكىللىنىدۇ ، ئۇلارنىڭ بوشلۇق كېڭەيتىشى يوق. ھەر بىر ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدا ، بولۇپمۇ ئىئون كۆچۈرۈشتە نۇقسانلار كۆرۈلۈشى مۇمكىن. قانداقلا بولمىسۇن ، ئۇلارنى بايقاش تەس ، نۇقساننىڭ ئۆزگىرىشى بىلەن باشقا نۇقسانلارنىڭ مۇناسىۋىتىمۇ بىر قەدەر مۇرەككەپ.

 

Micropipes (MP)

مىكرو تۇرۇبا ئۆسۈش ئوقىدا تارقىلىدىغان كاۋاك بۇرمىلاش ئېغىزى بولۇپ ، Burgers ۋېكتورى <0001>. مىكرو دولقۇننىڭ دىئامېتىرى بىر مىكرو بۆلەكتىن ئون نەچچە مىكروونغىچە. Microtubes SiC ۋافېر يۈزىدە چوڭ ئورەككە ئوخشايدىغان يەر يۈزى ئالاھىدىلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. ئادەتتە ، مىكروبلارنىڭ قويۇقلۇقى تەخمىنەن 0.1 ~ 1cm-2 ئەتراپىدا بولۇپ ، سودا ۋافېر ئىشلەپچىقىرىش سۈپىتىنى نازارەت قىلىش داۋاملىق تۆۋەنلەيدۇ.

 

بۇرمىلاش (TSD) ۋە قىر ئارىلىقى (TED)

SiC دىكى تارقاقلاشتۇرۇش ئۈسكۈنىلەرنىڭ بۇزۇلۇشى ۋە مەغلۇبىيەتنىڭ ئاساسلىق مەنبەسى. ئىككىلەمچى بۇرۇلۇش (TSD) ۋە گىرۋەكنى ئايرىش (TED) ئۆسۈش ئوقىنى بويلاپ ماڭىدۇ ، Burgers ۋېكتورلىرى ئايرىم-ئايرىم ھالدا <0001> ۋە 1/3 <11–20>.

ئىككىلەمچى بۇرۇلۇش (TSD) ۋە گىرۋەكنى ئايرىش (TED) ئىككىلەمچى يەر ئاستىدىن ۋافېر يۈزىگە كېڭىيىپ ، ئازگالغا ئوخشاش كىچىك يەر يۈزى ئالاھىدىلىكىنى ئېلىپ كېلىدۇ (4b رەسىم). ئادەتتە ، قىر ئارىلىقىنىڭ زىچلىقى بۇرمىلاشنىڭ 10 ھەسسىسىگە تەڭ. كېڭەيتىلگەن بۇرمىلاشنىڭ يۆتكىلىشى ، يەنى ئاستىرتتىن تۇتقاقلىققىچە كېڭىيىشىمۇ باشقا نۇقسانلارغا ئۆزگىرىپ ، ئۆسۈش ئوقىدا كېڭىيىشى مۇمكىن. مەزگىلىدەSiC epitaxialئۆسۈپ يېتىلىش ، بۇرمىلاشتىن ئايرىلىش تىزىش كاشىلىسىغا (سەۋزە) ياكى سەۋزە كەمتۈكلىكىگە ئايلىنىدۇ ، تۇتقاقلىقتىكى گىرۋەكنىڭ يۆتكىلىشى يەر تەۋرەشنىڭ ئۆسۈپ يېتىلىشىدە ئاستىرتتىن مىراس قالغان ئاساسىي ئايروپىلاننىڭ يۆتكىلىشى (BPDs) دىن ئۆزگەرتىلگەنلىكى كۆرسىتىلدى.

 

ئاساسىي ئايروپىلاننىڭ يۆتكىلىشى (BPD)

SiC ئاساسى ئايروپىلانىغا جايلاشقان ، Burgers ۋېكتورى 1/3 <11–20>. BPD لار SiC ۋافېر يۈزىدە ناھايىتى ئاز كۆرۈلىدۇ. ئۇلار ئادەتتە زىچلىقى 1500 سانتىمېتىر -2 بولغان يەر ئاستى قىسمىغا مەركەزلەشكەن ، تۇتقاقلىقتىكى زىچلىقى ئاران 10 سانتىمېتىر -2 ئەتراپىدا. BPD لارنى فوتولىنومېنسېنسېن (PL) ئارقىلىق بايقاش 4c رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك سىزىقلىق ئىقتىدارلارنى كۆرسىتىدۇ. مەزگىلىدەSiC epitaxialئۆسۈش ، كېڭەيتىلگەن BPD لار بەلكىم خاتالىق (SF) ياكى گىرۋەكنى ئايرىش (TED) غا ئايلاندۇرۇلۇشى مۇمكىن.

 

خاتالىقلارنى ساقلاش (SFs)

SiC ئاساسىي ئايروپىلانىنىڭ رەت تەرتىپىدىكى نۇقسانلار. قاتلىما كاشىلا يەر ئاستى قەۋىتىدە SFs غا ۋارىسلىق قىلىش ئارقىلىق پەيدا بولىدۇ ياكى ئاساسىي ئايروپىلاننىڭ يۆتكىلىشى (BPDs) ۋە يىپنىڭ بۇرمىلىنىشى (TSDs) نىڭ كېڭىيىشى ۋە ئۆزگىرىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك. ئادەتتە ، SF لارنىڭ زىچلىقى 1 cm-2 كىمۇ يەتمەيدۇ ، ئۇلار 4e رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك PL نى بايقىغاندا ئۈچبۇلۇڭلۇق ئالاھىدىلىكنى نامايەن قىلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، SiC دا Shockley تىپى ۋە فىرانك تىپىغا ئوخشاش ھەر خىل تىزىش كاشىلىلىرى شەكىللىنىدۇ ، چۈنكى ئايروپىلانلار ئارىسىدىكى ئاز مىقداردىكى ئېنىرگىيە قالايمىقانچىلىقىمۇ رەت تەرتىپىدە خېلى قائىدىسىزلىكنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.

 

چۈشۈش

چۈشۈشتىكى كەمتۈكلۈك ئاساسلىقى ئۆسۈپ يېتىلىش جەريانىدا رېئاكسىيە ئۆيىنىڭ ئۈستۈنكى ۋە يان تاملىرىدىكى زەررىچە تۆۋەنلەشتىن كېلىپ چىققان بولۇپ ، رېئاكسىيە ئۆيى گرافت ئىستېمال بۇيۇملىرىنىڭ قەرەللىك ئاسراش جەريانىنى ئەلالاشتۇرۇش ئارقىلىق ئەلالاشتۇرغىلى بولىدۇ.

 

ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈك

ئۇ 3C-SiC كۆپ شەكىللىك ئۆز ئىچىگە ئالغان بولۇپ ، 4g رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، ئاساسىي ئايروپىلان يۆنىلىشى بويىدىكى SiC تۇتقۇچىنىڭ يۈزىگە سوزۇلغان. ئۇ يۇقۇملىنىش جەريانىدا SiC تۇتقاقلىق يۈزىدىكى زەررىچىلەرنىڭ چۈشۈپ كېتىشىدىن ھاسىل بولۇشى مۇمكىن. بۇ زەررىچىلەر تۇتقاقلىق ئىچىگە قىستۇرۇلۇپ ، ئۆسۈپ يېتىلىش جەريانىغا دەخلى قىلىدۇ ، نەتىجىدە 3C-SiC كۆپ قۇتۇپلۇق ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ ، بۇ ئۈچ بۇلۇڭلۇق رايوننىڭ چوققىسىغا جايلاشقان زەررىچىلەر بىلەن ئۆتكۈر بۇلۇڭلۇق ئۈچبۇلۇڭ يۈزىنىڭ ئالاھىدىلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. نۇرغۇن تەتقىقاتلار يەنە كۆپ خىل شەكىلدىكى قېتىشىشنىڭ كېلىپ چىقىشىنى يەر يۈزى سىزىلغان ، مىكرو تۇرۇبا ۋە ئۆسۈش جەريانىدىكى پارامېتىرلارنىڭ مۇۋاپىق ئەمەسلىكىگە باغلىغان.

 

سەۋزە كەمتۈك

سەۋزە كەمتۈكلىكى TSD ۋە SF ئاساسى خرۇستال ئايروپىلانغا جايلاشقان ئىككى ئۇچى بار بولۇپ ، فىرانك تىپىدىكى يۆتكىلىش ئارقىلىق ئاخىرلىشىدۇ ، سەۋزە كەمتۈكلىكىنىڭ چوڭ-كىچىكلىكى دەسلەپكى باسقۇچتىكى خاتالىق بىلەن مۇناسىۋەتلىك. بۇ ئىقتىدارلارنىڭ بىرىكىشى سەۋزە كەمتۈكلىكىنىڭ يەر يۈزى مورفولوگىيىسىنى شەكىللەندۈرىدۇ ، 4f رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك زىچلىقى 1 سانتىمېتىردىن تۆۋەن بولغان سەۋزە شەكلىگە ئوخشايدۇ. سەۋزە كەمتۈكلىرى سىلىقلاش ، TSD ياكى تارماق كەمتۈكلۈكتە ئاسانلا شەكىللىنىدۇ.

 

سىزىلغان

سىزىلغان رەسىملەر 4h رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدا شەكىللەنگەن SiC ۋافېر يۈزىدىكى مېخانىكىلىق بۇزۇلۇش. SiC ئاستى قىسمىنىڭ سىزىلىشى تۇتقاقلىق كېسىلىنىڭ ئۆسۈشىگە دەخلى يەتكۈزۈپ ، تۇتقاقلىق ئىچىدە بىر قاتار يۇقىرى زىچلىقتىكى تارقاقلاشتۇرۇلۇشى مۇمكىن ، ياكى سىزىلغانلار سەۋزە كەمتۈكلۈكىنىڭ شەكىللىنىشىنىڭ ئاساسى بولۇپ قېلىشى مۇمكىن. شۇڭلاشقا ، SiC ۋافېرلىرىنى مۇۋاپىق سىلىقلاش ئىنتايىن مۇھىم ، چۈنكى بۇ سىزمىلار ئۈسكۈنىنىڭ ئاكتىپ رايونىدا پەيدا بولغاندا ئۈسكۈنىنىڭ ئىقتىدارىغا كۆرۈنەرلىك تەسىر كۆرسىتىدۇ.

 

باشقا يەر يۈزى مورفولوگىيىسى كەمتۈك

قەدەم ئۇلاش SiC تۇتقاقلىق ئۆسۈپ يېتىلىش جەريانىدا شەكىللەنگەن يەر يۈزىدىكى كەمتۈكلۈك بولۇپ ، ئۇ SiC تۇتقاقلىق يۈزىدە يانتۇ ئۈچبۇلۇڭ ياكى ترەپەزوئىد ئالاھىدىلىكىنى ھاسىل قىلىدۇ. يەر يۈزىدىكى ئازگال ، داغ ۋە داغ قاتارلىق باشقا نۇرغۇن يەر يۈزىدىكى نۇقسانلار بار. بۇ نۇقسانلار ئادەتتە كونترول قىلىنمىغان ئۆسۈپ يېتىلىش جەريانى ۋە سىلىقلاشنىڭ تولۇق چىقىرىۋېتىلىشىدىن كېلىپ چىقىدۇ ، بۇ ئۈسكۈنىنىڭ ئىقتىدارىغا پايدىسىز تەسىر كۆرسىتىدۇ.