Teknolojiya bingehîn ji bo mezinbûnaSiC epitaksiyalmateryal pêşî teknolojiya kontrolkirina kêmasiyan e, nemaze ji bo teknolojiya kontrolkirina kêmasiyan ku meyldarê têkçûna cîhazê an jî xirabûna pêbaweriyê ye. Lêkolîna mekanîzmaya kêmasiyên substratê ku di dema pêvajoya mezinbûna epitaksiyal de dirêjî qata epitaksiyal dibin, qanûnên veguhastin û veguherîna kêmasiyan li ser rûbera di navbera substrat û qata epitaksiyal de, û mekanîzmaya navokî ya kêmasiyan bingeha zelalkirina têkiliya di navbera kêmasiyên substratê û kêmasiyên avahîsaziyê yên epitaksiyal de ne, ku dikarin bi bandor rêberiya ceribandina substratê û çêtirkirina pêvajoya epitaksiyal bikin.
Xeletiyên yênqatên epitaksiyal ên karbîda silîkonêbi giranî di du kategoriyan de têne dabeş kirin: kêmasiyên krîstal û kêmasiyên morfolojiya rûyê. Kêmasiyên krîstal, di nav de kêmasiyên xalî, dislokasyonên pêçayî, kêmasiyên mîkrotubulê, dislokasyonên qiraxê, û hwd., bi piranî ji kêmasiyên li ser substratên SiC derdikevin û di nav qata epîtaksîyal de belav dibin. Kêmasiyên morfolojiya rûyê dikarin rasterast bi çavê tazî bi karanîna mîkroskopê werin dîtin û xwedî taybetmendiyên morfolojîk ên tîpîk in. Kêmasiyên morfolojiya rûyê bi giranî ev in: Xurandin, kêmasiya sêgoşeyî, kêmasiya gêzerê, Daketin, û Perçe, wekî ku di Wêne 4 de tê xuyang kirin. Di dema pêvajoya epîtaksîyal de, perçeyên biyanî, kêmasiyên substratê, zirara rûyê, û devosyonên pêvajoya epîtaksîyal hemî dikarin bandorê li moda mezinbûna herikîna gavê ya herêmî bikin, ku di encamê de kêmasiyên morfolojiya rûyê çêdibin.
Tabloya 1. Sedemên çêbûna kêmasiyên matrîksê yên hevpar û kêmasiyên morfolojiya rûberê di tebeqeyên epitaksiyal ên SiC de
Xeletiyên xalê
Kêmasiyên xalî ji hêla valahî an jî valahiyên li yek xala torê an jî çend xalên torê çêdibin, û ew xwedî dirêjkirinek fezayî nînin. Kêmasiyên xalî dikarin di her pêvajoya hilberînê de, nemaze di çandina îyonan de, çêbibin. Lêbelê, tespîtkirina wan dijwar e, û têkiliya di navbera veguherîna kêmasiyên xalî û kêmasiyên din de jî pir tevlihev e.
Mîkroborî (MP)
Mîkroborî dislokasyonên pêçayî yên vala ne ku li ser eksena mezinbûnê belav dibin, bi vektoriya Burgers <0001>. Qûtra mîkroborîyan ji perçeyek mîkronekê heta bi dehan mîkronan diguhere. Mîkroborî li ser rûyê waferên SiC taybetmendiyên rûyê yên mezin ên mîna çalan nîşan didin. Bi gelemperî, dendika mîkroborîyan bi qasî 0.1~1cm-2 ye û di çavdêriya kalîteya hilberîna waferên bazirganî de berdewam kêm dibe.
Dislokasyonên pêçan (TSD) û dislokasyonên qiraxan (TED)
Jihevqetandinên di SiC de çavkaniya sereke ya xirabûn û têkçûna cîhazê ne. Hem jihevqetandinên pêçayî (TSD) û hem jî jihevqetandinên qiraxan (TED) li ser eksena mezinbûnê dimeşin, bi vektorên Burgers ên <0001> û 1/3<11–20>, bi rêzê ve.
Hem dislokasyonên pêçayî (TSD) û hem jî dislokasyonên qiraxê (TED) dikarin ji substratê ber bi rûyê waferê ve dirêj bibin û taybetmendiyên rûyê yên piçûk ên mîna çalê bînin (Wêne 4b). Bi gelemperî, dendika dislokasyonên qiraxê nêzîkî 10 carî ji dislokasyonên pêçayî ye. Dislokasyonên pêçayî yên dirêjkirî, ango yên ku ji substratê ber bi epîlaterê ve dirêj dibin, dikarin bibin kêmasiyên din û li ser eksena mezinbûnê belav bibin. Di demaSiC epitaksiyalDi mezinbûnê de, dislokasyonên pêçayî vediguherin xeletiyên stûkirinê (SF) an kêmasiyên gêzerê, di heman demê de tê nîşandan ku dislokasyonên qiraxan di epîqatan de ji dislokasyonên asta bingehîn (BPD) yên ku di dema mezinbûna epîtaksîyal de ji substratê mîras mane, têne veguheztin.
Dislokasyona bingehîn a balafirê (BPD)
Li ser rûbera bingehîn a SiC-ê cih digirin, bi vektoriya Burgers a 1/3 <11–20>. BPD kêm caran li ser rûyê waferên SiC-ê xuya dibin. Ew bi gelemperî li ser substratê bi dendika 1500 cm-2 kom dibin, lê dendika wan di epîlaterê de tenê bi qasî 10 cm-2 ye. Tesbîtkirina BPD-an bi karanîna fotolumînesansê (PL) taybetmendiyên xêzikî nîşan dide, wekî ku di Wêne 4c de tê xuyang kirin. Di demaSiC epitaksiyalmezinbûn, BPD-yên dirêjkirî dikarin veguherin xeletiyên stûkirinê (SF) an jî dislokasyonên qiraxan (TED).
Çewtiyên komkirinê (SF)
Xeletiyên di rêza komkirinê ya plana bingehîn a SiC de. Xeletiyên komkirinê dikarin di qata epitaksiyal de bi mîrasgirtina SF-an di substratê de xuya bibin, an jî bi dirêjkirin û veguherîna dislokasyonên plana bingehîn (BPD) û dislokasyonên pêça têlkirî (TSD) ve girêdayî bin. Bi gelemperî, dendika SF-an ji 1 cm-2 kêmtir e, û dema ku bi karanîna PL têne tespît kirin, ew taybetmendiyek sêgoşeyî nîşan didin, wekî ku di Wêne 4e de tê xuyang kirin. Lêbelê, di SiC de cûrbecûr celebên xeletiyên komkirinê dikarin werin çêkirin, wekî celebê Shockley û celebê Frank, ji ber ku tewra mîqdarek piçûk a bêserûberiya enerjiya komkirinê di navbera planan de dikare bibe sedema bêserûberiyek girîng di rêza komkirinê de.
Hilweşînî
Kêmasiya ketinê bi giranî ji ber ketina perçeyan li ser dîwarên jorîn û alî yên odeya reaksiyonê di dema pêvajoya mezinbûnê de çêdibe, ku ev dikare bi baştirkirina pêvajoya lênêrîna periyodîk a materyalên grafîtê yên odeya reaksiyonê were çêtirkirin.
Qusûra sêgoşeyî
Ew têkelbûnek polîtîp a 3C-SiC ye ku li ser rûyê qata epîla SiC li ser rêça balafira bingehîn dirêj dibe, wekî ku di Wêne 4g de tê xuyang kirin. Ew dibe ku ji hêla perçeyên ku li ser rûyê qata epîla SiC di dema mezinbûna epîtaksîyal de dikevin çêbibe. Perçe di qata epîla de têne bicîh kirin û destwerdanê li pêvajoya mezinbûnê dikin, di encamê de têkelbûnên polîtîp ên 3C-SiC çêdibin, ku taybetmendiyên rûyê sêgoşeyî yên goşeyî yên tûj nîşan didin ku perçe li lûtkeyên herêma sêgoşeyî ne. Gelek lêkolînan jî eslê têkelbûnên polîtîp bi xêzikên rûyê, mîkroboriyan û parametreyên nebaş ên pêvajoya mezinbûnê ve girêdidin.
Kêmasiya gêzerê
Kêmasiya gêzerê kompleksek xeletiyên komkirî ye ku du seriyên wê li ser rûberên krîstal ên bingehîn ên TSD û SF-ê ne, bi dislokasyonek celebê Frank diqede, û mezinahiya xeletiya gêzerê bi xeletiya komkirî ya prizmatîk ve girêdayî ye. Têkeliya van taybetmendiyan morfolojiya rûyê xeletiya gêzerê pêk tîne, ku dişibihe şiklê gêzerê bi dendika kêmtir ji 1 cm-2, wekî ku di Wêne 4f de tê xuyang kirin. Kêmasiyên gêzerê bi hêsanî di xêzikên cilkirinê, TSD, an kêmasiyên substratê de çêdibin.
Xurandin
Xêşandin zirarên mekanîkî ne ku li ser rûyê waferên SiC-ê di dema pêvajoya hilberînê de çêdibin, wekî ku di Wêne 4h de tê xuyang kirin. Xêşandinên li ser substrata SiC-ê dikarin bi mezinbûna epîlaterê re mudaxele bikin, rêzek ji dislokasyonên bi densiteya bilind di nav epîlaterê de çêbikin, an jî xêşandin dikarin bibin bingeha çêbûna kêmasiyên gêzerê. Ji ber vê yekê, pir girîng e ku waferên SiC bi rêkûpêk werin polîş kirin ji ber ku ev xêşandin dikarin bandorek girîng li ser performansa cîhazê bikin dema ku ew di qada çalak a cîhazê de xuya dibin.
Xeletiyên din ên morfolojiyê yên rûyê
Girêdana gav bi gav kêmasiyeke rûvî ye ku di dema pêvajoya mezinbûna epitaksiyal a SiC de çêdibe, ku sêgoşeyên tûj an taybetmendiyên trapezoidal li ser rûyê epîlata SiC çêdike. Gelek kêmasiyên din ên rûvî hene, wekî çalên rûvî, girêk û lekeyan. Ev kêmasî bi gelemperî ji ber pêvajoyên mezinbûnê yên neçêtirkirî û rakirina netemam a zirara cilkirinê çêdibin, ku bandorek neyînî li ser performansa cîhazê dike.
Dema şandinê: Hezîran-05-2024