Өстүрүү үчүн негизги технологияSiC эпитаксиалдыкматериалдар, биринчи кезекте, кемчиликтерди көзөмөлдөө технологиясы болуп саналат, айрыкча, түзмөктүн иштебей калышына же ишенимдүүлүгүнүн начарлашына жакын болгон кемчиликтерди көзөмөлдөө технологиясы үчүн. Эпитаксиалдык өсүү процессинде субстраттын кемчиликтеринин эпитаксиалдык катмарга жайылуу механизмин, субстрат менен эпитаксиалдык катмардын ортосундагы чек арадагы кемчиликтердин өтүү жана трансформация мыйзамдарын жана кемчиликтердин ядролук механизмин изилдөө субстраттын кемчиликтери менен эпитаксиалдык структуралык кемчиликтердин ортосундагы корреляцияны тактоонун негизи болуп саналат, бул субстратты скринингдөөнү жана эпитаксиалдык процессти оптималдаштырууну натыйжалуу жетектей алат.
Кемчиликтерикремний карбидинин эпитаксиалдык катмарларынегизинен эки категорияга бөлүнөт: кристаллдык кемчиликтер жана беттик морфологиялык кемчиликтер. Кристаллдык кемчиликтер, анын ичинде чекиттик кемчиликтер, бурамалардын чыгышы, микротүтүкчөлөрдүн кемчиликтери, четтердин чыгышы ж.б., көбүнчө SiC субстраттарынын кемчиликтеринен келип чыгат жана эпитаксиалдык катмарга жайылат. Беттик морфологиялык кемчиликтерди микроскоп аркылуу көз менен түздөн-түз байкоого болот жана типтүү морфологиялык мүнөздөмөлөргө ээ. Беттик морфологиялык кемчиликтерге негизинен төмөнкүлөр кирет: Тырмак, үч бурчтуу кемчилик, сабиз кемчилиги, кулап түшүү жана бөлүкчөлөр, 4-сүрөттө көрсөтүлгөндөй. Эпитаксиалдык процессте бөтөн бөлүкчөлөр, субстраттын кемчиликтери, беттик бузулуу жана эпитаксиалдык процесстин четтөөлөрү жергиликтүү баскычтуу агымдын өсүү режимине таасир этиши мүмкүн, бул беттик морфологиялык кемчиликтерге алып келет.
1-таблица. SiC эпитаксиалдык катмарларында матрицанын жалпы кемчиликтеринин жана беттик морфологиялык кемчиликтердин пайда болуу себептери
Чекиттик кемчиликтер
Чекиттик кемчиликтер бир же бир нече торчо чекиттериндеги боштуктар же боштуктар менен пайда болот жана алардын мейкиндикке кеңейиши жок. Чекиттик кемчиликтер ар бир өндүрүш процессинде, айрыкча ион имплантациясында пайда болушу мүмкүн. Бирок, аларды аныктоо кыйын жана чекиттик кемчиликтердин трансформациясы менен башка кемчиликтердин ортосундагы байланыш да бир топ татаал.
Микротүтүкчөлөр (МП)
Микротүтүкчөлөр – бул өсүү огу боюнча таралуучу көңдөй бурама дислокациялар, алардын Бургерс вектору <0001>. Микротүтүкчөлөрдүн диаметри микрондун бир бөлүгүнөн ондогон микронго чейин өзгөрөт. Микротүтүкчөлөр SiC пластиналарынын бетинде чоң чуңкур сымал беттик өзгөчөлүктөрдү көрсөтөт. Адатта, микротүтүкчөлөрдүн тыгыздыгы болжол менен 0,1~1см-2 түзөт жана коммерциялык пластина өндүрүшүнүн сапатын көзөмөлдөөдө төмөндөй берет.
Бурамалардын чыгып кетиши (TSD) жана четтердин чыгып кетиши (TED)
SiCдеги дислокациялар түзмөктүн бузулушунун жана иштен чыгышынын негизги булагы болуп саналат. Бурама дислокациялары (TSD) да, четки дислокациялар (TED) да өсүү огу боюнча өтөт, Бургерс векторлору тиешелүүлүгүнө жараша <0001> жана 1/3<11–20>.
Бурама дислокациялары (ТСД) жана четки дислокациялар (ТЕД) субстраттан пластинанын бетине чейин созулуп, кичинекей чуңкур сымал беттик өзгөчөлүктөрдү алып келиши мүмкүн (4б-сүрөт). Адатта, четки дислокациялардын тыгыздыгы бурама дислокацияларынын тыгыздыгынан болжол менен 10 эсе көп. Узартылган бурама дислокациялары, башкача айтканда, субстраттан эпикабатка чейин созулуп, башка кемчиликтерге айланып, өсүү огу боюнча таралышы мүмкүн. УчурундаSiC эпитаксиалдыкөсүшүндө бурамалардын чыгышы үймөктөө кемчиликтерине (SF) же сабиз кемчиликтерине айланат, ал эми эпитаксиалдык өсүү учурунда субстраттан мураска калган базалдык тегиздик чыгышынан (BPD) айланат.
Негизги тегиздиктен чыгуу (БТЧ)
SiC базалык тегиздигинде жайгашкан, Burgers вектору 1/3 <11–20>. SiC пластиналарынын бетинде BPDлер сейрек кездешет. Алар, адатта, тыгыздыгы 1500 см-2 болгон субстратта топтолгон, ал эми эпителий катмарындагы тыгыздыгы болгону 10 см-2 түзөт. Фотолюминесценцияны (PL) колдонуу менен BPDлерди аныктоо 4c-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, сызыктуу өзгөчөлүктөрдү көрсөтөт. УчурундаSiC эпитаксиалдыкөсүшү менен, кеңейтилген BPDлер үймөктөө жаракаларына (SF) же четки дислокацияларга (TED) айландырылышы мүмкүн.
Үймөктөө каталары (SF)
SiC базалык тегиздигинин үймөктөө ырааттуулугундагы кемчиликтер. Үймөктөө кемчиликтери эпитаксиалдык катмарда субстратта SFтерди мурастоо менен пайда болушу мүмкүн же базалык тегиздик дислокацияларынын (BPD) жана бурама бурама дислокацияларынын (TSD) кеңейиши жана трансформациясы менен байланыштуу болушу мүмкүн. Жалпысынан, SFтердин тыгыздыгы 1 см-2ден аз жана алар PLди колдонуу менен аныкталганда үч бурчтуу өзгөчөлүктү көрсөтөт, 4e-сүрөттө көрсөтүлгөндөй. Бирок, SiCде ар кандай типтеги үймөктөө кемчиликтери пайда болушу мүмкүн, мисалы, Шокли тибиндеги жана Франк тибиндеги, анткени тегиздиктердин ортосундагы үймөктөө энергиясынын аз өлчөмдөгү бузулушу да үймөктөө ырааттуулугунда олуттуу бир калыпта эместикке алып келиши мүмкүн.
Кулашы
Кыйроо кемчилиги негизинен өсүү процессинде реакция камерасынын үстүнкү жана каптал дубалдарына бөлүкчөлөрдүн түшүп кетишинен келип чыгат, аны реакция камерасынын графит чыгымдалуучу материалдарын мезгил-мезгили менен тейлөө процессин оптималдаштыруу менен оптималдаштырууга болот.
Үч бурчтуу кемчилик
Бул 4g-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, SiC эпителий катмарынын бетине базалык тегиздик багыты боюнча созулган 3C-SiC политиптүү кошулма. Ал эпитаксиалдык өсүү учурунда SiC эпителий катмарынын бетине түшкөн бөлүкчөлөрдөн пайда болушу мүмкүн. Бөлүкчөлөр эпителий катмарына кирип, өсүү процессине тоскоол болуп, натыйжада үч бурчтук аймактын чокуларында жайгашкан бөлүкчөлөр менен курч бурчтуу үч бурчтуу беттик өзгөчөлүктөрдү көрсөткөн 3C-SiC политиптүү кошулмалары пайда болот. Көптөгөн изилдөөлөр ошондой эле политиптүү кошулмалардын келип чыгышын беттик чийиктерге, микротүтүктөргө жана өсүү процессинин туура эмес параметрлерине байланыштырышат.
Сабиздин кемчилиги
Сабиз кемчилиги – бул эки учу TSD жана SF базалык кристалл тегиздиктеринде жайгашкан, Франк тибиндеги дислокация менен аяктаган үймөктөө жаракасынын комплекси жана сабиз кемчилигинин өлчөмү призмалык үймөктөө жаракасына байланыштуу. Бул өзгөчөлүктөрдүн айкалышы сабиз кемчилигинин беттик морфологиясын түзөт, ал 4f-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, тыгыздыгы 1 см-2ден аз сабиз формасына окшош. Сабиз кемчиликтери жылтыратуу чиймелеринде, TSDлерде же субстрат кемчиликтеринде оңой пайда болот.
Тырмактар
Чийик – бул 4-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, өндүрүш процессинде пайда болгон SiC пластиналарынын бетиндеги механикалык бузулуулар. SiC негизиндеги чийик эпилятордун өсүшүнө тоскоол болушу мүмкүн, эпилятордун ичинде бир катар жогорку тыгыздыктагы чыгып кетүүлөрдү пайда кылышы мүмкүн же чийик сабиз кемчиликтеринин пайда болушуна негиз болуп калышы мүмкүн. Ошондуктан, SiC пластиналарын туура жылтыратуу абдан маанилүү, анткени бул чийик аппараттын активдүү аймагында пайда болгондо, аппараттын иштешине олуттуу таасир этиши мүмкүн.
Башка беттик морфологиялык кемчиликтер
Баскычтуу топчолоо – бул SiC эпитаксиалдык өсүү процессинде пайда болгон беттик кемчилик, ал SiC эпитаксиалдык катмарынын бетинде учтуу үч бурчтуктарды же трапеция формасындагы өзгөчөлүктөрдү пайда кылат. Беттик чуңкурлар, бүдүрлөр жана тактар сыяктуу башка көптөгөн беттик кемчиликтер бар. Бул кемчиликтер, адатта, оптималдаштырылбаган өсүү процесстеринен жана жылтыратуудагы бузулууларды толук жок кылуудан келип чыгат, бул түзмөктүн иштешине терс таасирин тийгизет.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 5-июну