Teknoloji prensipal pou kwasans lanSiC epitaksyèlMateryèl yo se premye teknoloji kontwòl defo, espesyalman pou teknoloji kontwòl defo ki gen tandans pou aparèy yo echwe oswa degradasyon fyab. Etid mekanis defo substrats yo ki pwolonje nan kouch epitaksi a pandan pwosesis kwasans epitaksi a, lwa transfè ak transfòmasyon defo yo nan entèfas ki genyen ant substrats la ak kouch epitaksi a, ak mekanis nikleyasyon defo yo se baz pou klarifye korelasyon ki genyen ant defo substrats yo ak defo estriktirèl epitaksi, sa ki ka gide efektivman tès depistaj substrats ak optimize pwosesis epitaksi a.
Defo yo nankouch epitaksiyal carbure SilisyòmYo divize prensipalman an de kategori: domaj kristal ak domaj mòfoloji sifas. Defo kristal, tankou domaj pwenti, dislokasyon vis, domaj mikrotubil, dislokasyon kwen, elatriye, sitou soti nan domaj sou substrats SiC epi yo difize nan kouch epitaksyal la. Defo mòfoloji sifas yo ka obsève dirèkteman ak je a toutouni lè l sèvi avèk yon mikwoskòp epi yo gen karakteristik mòfolojik tipik. Defo mòfoloji sifas yo sitou gen ladan yo: Reyur, domaj triyangilè, domaj kawòt, Tonbe, ak Patikil, jan yo montre nan Figi 4. Pandan pwosesis epitaksyal la, patikil etranje, domaj substrats, domaj sifas, ak devyasyon pwosesis epitaksyal la ka afekte mòd kwasans koule etap lokal la, sa ki lakòz domaj mòfoloji sifas.
Tablo 1. Kòz fòmasyon domaj matris komen ak domaj mòfoloji sifas nan kouch epitaksyal SiC yo
Defo pwen
Defo pwen yo fòme pa espas vid oswa twou nan yon sèl pwen rezo oswa plizyè pwen rezo, epi yo pa gen okenn ekstansyon espasyal. Defo pwen ka rive nan tout pwosesis pwodiksyon, espesyalman nan enplantasyon iyon. Sepandan, yo difisil pou detekte, epi relasyon ki genyen ant transfòmasyon defo pwen ak lòt defo yo tou byen konplèks.
Mikwopip (MP)
Mikwotib yo se dislokasyon vis kre ki pwopaje sou aks kwasans lan, ak yon vektè Burgers <0001>. Dyamèt mikrotib yo varye ant yon fraksyon mikron ak plizyè dizèn mikron. Mikrotib yo montre gwo karakteristik sifas ki sanble ak twou sou sifas waf SiC yo. Tipikman, dansite mikrotib yo se anviwon 0.1 ~ 1cm-2 epi li kontinye diminye nan siveyans kalite pwodiksyon waf komèsyal yo.
Dislokasyon vis (TSD) ak dislokasyon kwen (TED)
Dislokasyon nan SiC yo se prensipal sous degradasyon ak echèk aparèy yo. Tou de dislokasyon vis (TSD) ak dislokasyon kwen (TED) yo kouri sou aks kwasans lan, ak vektè Burgers <0001> ak 1/3<11–20>, respektivman.
Tou de dislokasyon vis (TSD) ak dislokasyon kwen (TED) ka pwolonje soti nan substra a rive nan sifas waf la epi pote ti karakteristik sifas ki sanble ak twou (Figi 4b). Tipikman, dansite dislokasyon kwen yo apeprè 10 fwa sa ki nan dislokasyon vis yo. Dislokasyon vis pwolonje, sa vle di, pwolonje soti nan substra a rive nan epilayer la, kapab tou transfòme an lòt domaj epi pwopaje sou aks kwasans lan. PandanSiC epitaksyèlkwasans, dislokasyon vis yo konvèti an fay anpileman (SF) oswa domaj kawòt, alòske dislokasyon kwen nan epikouch yo montre yo konvèti soti nan dislokasyon plan bazal (BPD) eritye nan substra a pandan kwasans epitaksiyal.
Dislokasyon plan debaz (BPD)
Sitiye sou plan bazal SiC a, ak yon vektè Burgers 1/3 <11–20>. BPD yo raman parèt sou sifas waf SiC yo. Yo anjeneral konsantre sou substra a ak yon dansite 1500 cm-2, alòske dansite yo nan epilayer la se sèlman anviwon 10 cm-2. Deteksyon BPD yo lè l sèvi avèk fotoluminesans (PL) montre karakteristik lineyè, jan yo montre nan Figi 4c. PandanSiC epitaksyèlkwasans, BPD pwolonje yo ka konvèti an fay anpileman (SF) oswa dislokasyon kwen (TED).
Fòt anpile (SF)
Defo nan sekans anpileman plan bazal SiC la. Defo anpileman yo ka parèt nan kouch epitaksyèl la lè yo eritye SF nan substra a, oubyen yo ka gen rapò ak ekstansyon ak transfòmasyon dislokasyon plan bazal (BPD) ak dislokasyon vis filetaj (TSD). Anjeneral, dansite SF yo mwens pase 1 cm-2, epi yo montre yon karakteristik triyangilè lè yo detekte yo lè l sèvi avèk PL, jan yo montre nan Figi 4e. Sepandan, divès kalite defo anpileman ka fòme nan SiC, tankou tip Shockley ak tip Frank, paske menm yon ti kantite dezòd enèji anpileman ant plan yo ka mennen nan yon iregilarite konsiderab nan sekans anpileman an.
Tonbe
Defo tonbe a soti sitou nan patikil ki tonbe sou mi anwo ak bò chanm reyaksyon an pandan pwosesis kwasans lan, sa ki ka optimize lè yo optimize pwosesis antretyen peryodik konsomab grafit chanm reyaksyon an.
Defo triyangilè
Li se yon enklizyon politip 3C-SiC ki pwolonje rive sou sifas epikouch SiC la sou direksyon plan bazal la, jan yo montre nan Figi 4g. Li ka pwodui pa patikil ki tonbe sou sifas epikouch SiC la pandan kwasans epitaksi. Patikil yo entegre nan epikouch la epi entèfere ak pwosesis kwasans lan, sa ki lakòz enklizyon politip 3C-SiC, ki montre karakteristik sifas triyangilè ki gen yon ang byen file ak patikil yo ki sitiye nan somè rejyon triyangilè a. Anpil etid te atribiye tou orijin enklizyon politip yo a reyur sifas, mikwotiyo, ak paramèt ki pa apwopriye nan pwosesis kwasans lan.
Defo kawòt
Yon defo kawòt se yon konplèks fay anpileman ak de bout ki sitiye nan plan kristal bazal TSD ak SF yo, ki fini pa yon dislokasyon tip Frank, epi gwosè defo kawòt la gen rapò ak fay anpileman prismatik la. Konbinezon karakteristik sa yo fòme mòfoloji sifas defo kawòt la, ki sanble ak yon fòm kawòt ak yon dansite mwens pase 1 cm-2, jan yo montre nan Figi 4f. Defo kawòt yo fasil pou fòme nan reyur polisaj, TSD, oswa defo substrat.
Reyur
Reyur yo se domaj mekanik sou sifas plak SiC yo ki fòme pandan pwosesis pwodiksyon an, jan yo montre nan Figi 4h. Reyur sou substra SiC a ka entèfere ak kwasans epikouch la, pwodui yon ranje dislokasyon dansite wo nan epikouch la, oswa reyur yo ka vin baz pou fòmasyon domaj kawòt. Se poutèt sa, li enpòtan pou poli plak SiC yo byen paske reyur sa yo ka gen yon enpak siyifikatif sou pèfòmans aparèy la lè yo parèt nan zòn aktif aparèy la.
Lòt domaj mòfoloji sifas
Gwoupman etap pa etap se yon domaj sifas ki fòme pandan pwosesis kwasans epitaksi SiC a, ki pwodui triyang obti oswa karakteristik trapezoidal sou sifas epikouch SiC la. Gen anpil lòt domaj sifas, tankou twou sifas, boul ak tach. Defo sa yo anjeneral koze pa pwosesis kwasans ki pa optimize ak eliminasyon enkonplè domaj polisaj la, ki afekte pèfòmans aparèy la negativman.
Lè piblikasyon an: 5 jen 2024