Prìomh theicneòlas airson fàsSiC epitaxialIs e teicneòlas smachd lochdan a th’ ann an stuthan an toiseach, gu h-àraidh airson teicneòlas smachd lochdan a tha buailteach do fhàilligeadh innealan no crìonadh earbsachd. Tha sgrùdadh air meacanaig lochdan an t-substrate a’ leudachadh a-steach don t-sreath epitaxial rè a’ phròiseas fàis epitaxial, laghan gluasaid is cruth-atharrachaidh lochdan aig an eadar-aghaidh eadar an t-substrate agus an sreath epitaxial, agus meacanaig niùclasachaidh lochdan mar bhunait airson soilleireachadh a dhèanamh air a’ cheangal eadar lochdan an t-substrate agus lochdan structarail epitaxial, a dh’ fhaodas stiùireadh èifeachdach a thoirt do sgrìonadh an t-substrate agus leasachadh pròiseas epitaxial.
Na lochdan a th’ aigsreathan epitaxial silicon carbideTha iad air an roinn ann an dà roinn sa mhòr-chuid: lochdan criostail agus lochdan morf-eòlais uachdar. Bidh lochdan criostail, a’ gabhail a-steach lochdan puing, dì-ghluasadan sgriubha, lochdan microtubule, dì-ghluasadan oir, msaa., sa mhòr-chuid a’ tighinn bho lochdan air bun-stuthan SiC agus a’ sgaoileadh a-steach don t-sreath epitaxial. Faodar lochdan morf-eòlais uachdar fhaicinn gu dìreach leis an t-sùil rùisgte a’ cleachdadh miocroscop agus tha feartan morf-eòlais àbhaisteach aca. Am measg nan lochdan morf-eòlais uachdar tha: Sgrìob, Lochd trì-cheàrnach, Lochd currain, Crìonadh, agus Mìrean, mar a chithear ann am Figear 4. Rè a’ phròiseas epitaxial, faodaidh mìrean cèin, lochdan bun-stuthan, milleadh uachdar, agus claonaidhean pròiseas epitaxial buaidh a thoirt air modh fàis sruth ceum ionadail, agus mar thoradh air sin bidh lochdan morf-eòlais uachdar ann.
Clàr 1. Adhbharan airson cruthachadh lochdan maitrís cumanta agus lochdan morf-eòlais uachdar ann an sreathan epitaxial SiC
Easbhaidhean puing
Bidh lochdan puing air an cruthachadh le beàrnan no beàrnan aig aon phuing laitís no grunn phuingean laitís, agus chan eil leudachadh fànais aca. Faodaidh lochdan puing tachairt anns a h-uile pròiseas cinneasachaidh, gu sònraichte ann an implantachadh ian. Ach, tha iad duilich an lorg, agus tha an dàimh eadar cruth-atharrachadh lochdan puing agus lochdan eile gu math iom-fhillte cuideachd.
Mion-phìoban (MP)
Is e dì-àiteachaidhean sgriubha falamh a th’ ann am meanbh-phìoban a bhios a’ sgaoileadh air feadh an axis fàis, le vectar Burgers <0001>. Tha trast-thomhas nam meanbh-phìoban a’ dol bho bhloigh de mhicro gu deichean de mhicro. Tha feartan mòra coltach ri slocan air uachdar wafers SiC aig meanbh-phìoban. Mar as trice, tha dùmhlachd nam meanbh-phìoban mu 0.1 ~ 1cm-2 agus tha e a’ leantainn air adhart a’ crìonadh ann an sgrùdadh càileachd cinneasachadh wafer malairteach.
Dì-ghluasadan sgriubha (TSD) agus dì-ghluasadan oir (TED)
’S e dì-ghluasadan ann an SiC am prìomh thùs airson milleadh is fàilligeadh innealan. Bidh dì-ghluasadan sgriubha (TSD) agus dì-ghluasadan oir (TED) le chèile a’ ruith air feadh an axis fàis, le vectaran Burgers de <0001> agus 1/3<11–20>, fa leth.
Faodaidh an dà chuid dì-ghluasadan sgriubha (TSD) agus dì-ghluasadan oir (TED) leudachadh bhon t-substrate gu uachdar an uaifeir agus feartan beaga coltach ri slocan a thoirt leotha (Figear 4b). Mar as trice, tha dùmhlachd dì-ghluasadan oir mu 10 uiread nas motha na dùmhlachd dì-ghluasadan sgriubha. Faodaidh dì-ghluasadan sgriubha leudaichte, is e sin, a’ leudachadh bhon t-substrate chun an epilayer, cuideachd cruth-atharrachadh gu lochdan eile agus sgaoileadh air feadh an axis fàis. RèSiC epitaxialfàs, bidh dì-ghluasadan sgriubha air an tionndadh gu lochtan cruachaidh (SF) no lochdan currain, agus thathas a’ sealltainn gu bheil dì-ghluasadan oir ann an epilayers air an tionndadh bho dhì-ghluasadan plèana bunaiteach (BPDn) a fhuaireadh bhon t-substrate rè fàs epitaxial.
Dì-ghluasad plèana bunaiteach (BPD)
Suidhichte air plèana bunaiteach SiC, le vectar Burgers de 1/3 <11–20>. Is ann ainneamh a nochdas BPDn air uachdar wafers SiC. Mar as trice bidh iad air an dùmhlachadh air an t-substrate le dùmhlachd de 1500 cm-2, agus chan eil an dùmhlachd aca san epilayer ach mu 10 cm-2. Tha lorg BPDn a’ cleachdadh photoluminescence (PL) a’ sealltainn feartan loidhneach, mar a chithear ann am Figear 4c. RèSiC epitaxialfàs, faodar BPDan leudaichte a thionndadh gu lochtan cruachaidh (SF) no dì-ghluasadan oir (TED).
Fàillidhean cruachaidh (SFn)
Easbhaidhean ann an sreath cruachaidh plèana bunaiteach SiC. Faodaidh lochtan cruachaidh nochdadh anns an t-sreath epitaxial le bhith a’ sealbhachadh SFn anns an t-substrate, no faodaidh iad a bhith co-cheangailte ri leudachadh agus cruth-atharrachadh dì-ghluasadan plèana bunaiteach (BPDn) agus dì-ghluasadan sgriubha snàthaidh (TSDn). San fharsaingeachd, tha dùmhlachd SFn nas lugha na 1 cm-2, agus tha iad a’ nochdadh feart trì-cheàrnach nuair a thèid an lorg le bhith a’ cleachdadh PL, mar a chithear ann am Figear 4e. Ach, faodar diofar sheòrsaichean de lochtan cruachaidh a chruthachadh ann an SiC, leithid seòrsa Shockley agus seòrsa Frank, oir faodaidh eadhon beagan eas-òrdugh lùth cruachaidh eadar plèanaichean leantainn gu neo-riaghailteachd mhòr anns an t-sreath cruachaidh.
Crìonadh
Tha an locht tuiteamach a’ tighinn sa mhòr-chuid bhon tuiteam mìrean air ballachan àrda is taobh an t-seòmair ath-bhualadh rè a’ phròiseas fàis, agus faodar seo a bharrachadh le bhith a’ barrachadh a’ phròiseas cumail suas cunbhalach de stuthan consumichte grafait an t-seòmair ath-bhualadh.
Easbhaidh trì-cheàrnach
Is e in-ghabhail polytype 3C-SiC a th’ ann a tha a’ leudachadh gu uachdar an epi-layer SiC air feadh an t-slighe plèana bunaiteach, mar a chithear ann am Figear 4g. Dh’ fhaodadh e bhith air a chruthachadh leis na mìrean a tha a’ tuiteam air uachdar an epi-layer SiC rè fàs epitaxial. Tha na mìrean air an leabachadh san epi-layer agus a’ cur bacadh air a’ phròiseas fàis, agus mar thoradh air sin tha in-ghabhail polytype 3C-SiC, a tha a’ sealltainn feartan uachdar trì-cheàrnach biorach leis na mìrean suidhichte aig mullaich na sgìre trì-cheàrnach. Tha mòran sgrùdaidhean cuideachd air tùs in-ghabhail polytype a chur às leth sgrìoban uachdar, meanbh-phìoban, agus paramadairean neo-iomchaidh a’ phròiseas fàis.
Easbhaidh currain
Is e locht currain iom-fhillte locht cruachaidh le dà cheann suidhichte aig plèanaichean criostail bunaiteach TSD agus SF, air a chrìochnachadh le dì-ghluasad seòrsa Frank, agus tha meud an locht currain co-cheangailte ris an locht cruachaidh prismatic. Tha measgachadh nan feartan sin a’ cruthachadh morf-eòlas uachdar an locht currain, a tha coltach ri cumadh currain le dùmhlachd nas lugha na 1 cm-2, mar a chithear ann am Figear 4f. Tha lochdan currain air an cruthachadh gu furasta aig sgrìoban snasta, TSDn, no lochdan bun-strat.
Sgrìoban
Is e sgrìoban milleadh meacanaigeach air uachdar sliseagan SiC a chaidh a chruthachadh rè a’ phròiseas cinneasachaidh, mar a chithear ann am Figear 4h. Dh’ fhaodadh sgrìoban air an t-substrate SiC bacadh a chur air fàs an epilayer, sreath de dh’ easbhaidhean àrd-dùmhlachd a chruthachadh taobh a-staigh an epilayer, no dh’ fhaodadh sgrìoban a bhith nam bunait airson cruthachadh lochdan currain. Mar sin, tha e deatamach sliseagan SiC a lìomhadh gu ceart oir faodaidh na sgrìoban sin buaidh mhòr a thoirt air coileanadh innealan nuair a nochdas iad ann an raon gnìomhach an inneil.
Easbhaidhean morf-eòlasach uachdar eile
'S e lochd uachdar a th' ann an cruinneachadh ceum air cheum a chruthaichear rè pròiseas fàis epitaxial SiC, a bhios a' cruthachadh triantanan maol no feartan trapezoidal air uachdar an epilayer SiC. Tha mòran lochdan uachdar eile ann, leithid slocan uachdar, cnapan agus stains. Mar as trice bidh na lochdan sin air adhbhrachadh le pròiseasan fàis neo-leasaichte agus toirt air falbh neo-iomlan milleadh snasail, a bheir droch bhuaidh air coileanadh innealan.
Ùine puist: Ògmhios-05-2024