Өсөлтийн гол технологи ньSiC эпитаксиалМатериалууд нь юуны түрүүнд согогийн хяналтын технологи, ялангуяа төхөөрөмжийн эвдрэл эсвэл найдвартай байдал муудах хандлагатай согогийн хяналтын технологийн хувьд юм. Эпитаксиал өсөлтийн процессын үед суурь согогийн эпитаксиал давхарга руу тархах механизм, суурь ба эпитаксиал давхаргын хоорондох зааг дээрх согогийн шилжилт ба хувиргалтын хуулиуд, согогийн цөм үүсэх механизмыг судлах нь суурь согог ба эпитаксиал бүтцийн согогийн хоорондын хамаарлыг тодруулах үндэс суурь болж, суурь скрининг болон эпитаксиал процессын оновчлолыг үр дүнтэй удирдан чиглүүлж чадна.
Сул талуудцахиурын карбидын эпитаксиал давхаргуудголчлон талстын согог болон гадаргуугийн морфологийн согог гэсэн хоёр ангилалд хуваагддаг. Цэгэн согог, шурагны мултрал, микротубулын согог, ирмэгийн мултрал гэх мэт талстын согог нь ихэвчлэн SiC суурь дээрх согогоос үүсэлтэй бөгөөд эпитаксиаль давхаргад тархдаг. Гадаргуугийн морфологийн согогийг микроскоп ашиглан нүцгэн нүдээр шууд ажиглаж болох бөгөөд ердийн морфологийн шинж чанартай байдаг. Зураг 4-т үзүүлсэн шиг гадаргуугийн морфологийн согогуудад голчлон: Зураас, Гурвалжин согог, Луувангийн согог, Уналт, Бөөмс багтдаг. Эпитаксиаль процессын үед гадны бөөмс, суурь согог, гадаргуугийн гэмтэл, эпитаксиаль процессын хазайлт нь орон нутгийн шаталсан урсгалын өсөлтийн горимд нөлөөлж, гадаргуугийн морфологийн согог үүсгэдэг.
Хүснэгт 1. SiC эпитаксиал давхаргад нийтлэг матрицын согог болон гадаргуугийн морфологийн согог үүсэх шалтгаанууд
Цэгийн согог
Цэгийн согог нь нэг торны цэг эсвэл хэд хэдэн торны цэг дээрх хоосон зай эсвэл зайнаас үүсдэг бөгөөд тэдгээр нь орон зайн тэлэлтгүй байдаг. Цэгийн согог нь үйлдвэрлэлийн бүх процесст, ялангуяа ионы суулгацад тохиолдож болно. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийг илрүүлэхэд хэцүү бөгөөд цэгийн согогийн хувирал болон бусад согогийн хоорондын хамаарал нь бас нэлээд төвөгтэй байдаг.
Микро хоолой (MP)
Микро хоолойнууд нь өсөлтийн тэнхлэгийн дагуу тархдаг хөндий шураг хэлбэрийн мултрал бөгөөд Бургерс вектор <0001> байна. Микро хоолойн диаметр нь микроны бутархайгаас хэдэн арван микрон хүртэл хэлбэлздэг. Микро хоолойнууд нь SiC вафлины гадаргуу дээр том нүх шиг гадаргуугийн шинж чанарыг харуулдаг. Ерөнхийдөө микро хоолойн нягтрал нь ойролцоогоор 0.1~1см-2 байдаг бөгөөд арилжааны вафлины үйлдвэрлэлийн чанарын хяналтад буурсаар байна.
Шургийн мултрал (TSD) болон ирмэгийн мултрал (TED)
SiC дахь мултрал нь төхөөрөмжийн эвдрэл, эвдрэлийн гол эх үүсвэр юм. Шураг мултрал (TSD) болон ирмэгийн мултрал (TED) хоёулаа өсөлтийн тэнхлэгийн дагуу явагддаг бөгөөд Бургерийн векторууд нь тус тус <0001> ба 1/3<11–20> байна.
Шураг мултрал (TSD) болон ирмэг мултрал (TED) хоёулаа суурь хэсгээс вафлийн гадаргуу хүртэл үргэлжилж, жижиг нүх шиг гадаргуугийн шинж чанарыг авчирч болно (Зураг 4b). Ерөнхийдөө ирмэг мултралын нягтрал нь шураг мултралаас 10 дахин их байдаг. Суурин хэсгээс эпилатер хүртэл үргэлжилсэн сунгасан шураг мултрал нь бусад согог болж хувирч, өсөлтийн тэнхлэгийн дагуу тархаж болно.SiC эпитаксиалӨсөлт, шураг мултрал нь давхаргын хагарал (SF) эсвэл луувангийн согог болж хувирдаг бол эпитаксиал өсөлтийн үед субстратаас өвлөгдсөн суурийн хавтгай мултралаас (BPD) хувирдаг болохыг харуулсан.
Үндсэн хавтгайн мултрал (BPD)
SiC суурь хавтгай дээр байрладаг, Бургерс вектор нь 1/3 <11–20> байна. BPD нь SiC вафлины гадаргуу дээр ховор тохиолддог. Тэдгээр нь ихэвчлэн 1500 см-2 нягтралтай суурь дээр төвлөрдөг бол эпилатер дахь нягтрал нь ердөө 10 см-2 орчим байдаг. Фотолюминесценц (PL) ашиглан BPD-г илрүүлэх нь Зураг 4c-д үзүүлсэн шиг шугаман шинж чанарыг харуулж байна. ҮеийнSiC эпитаксиалөсөлтийн үед өргөтгөсөн BPD-г давхарлах хагарал (SF) эсвэл ирмэгийн мултрал (TED) болгон хувиргаж болно.
Давхарлалтын алдаа (SF)
SiC суурь хавтгайн давхарлах дарааллын согогууд. Дааврын хагарал нь суурь давхаргад SF-ийг өвлөн авснаар эпитаксиаль давхаргад гарч ирэх эсвэл суурь хавтгайн мултрал (BPD) болон урсгалт шураг мултрал (TSD)-ийн өргөтгөл ба хувиралтай холбоотой байж болно. Ерөнхийдөө SF-ийн нягтрал нь 1 см-2-оос бага бөгөөд Зураг 4e-д үзүүлсэн шиг PL ашиглан илрүүлэхэд гурвалжин хэлбэртэй шинж чанарыг харуулдаг. Гэсэн хэдий ч SiC-д Шокли төрөл, Франк төрөл гэх мэт янз бүрийн төрлийн давхарлах хагарал үүсч болно, учир нь хавтгай хооронд бага хэмжээний давхарлах энергийн эмгэг нь давхарлах дараалалд мэдэгдэхүйц жигд бус байдалд хүргэж болзошгүй юм.
Уналт
Урвалын согог нь голчлон өсөлтийн процессын үед урвалын камерын дээд ба хажуугийн хананд бөөмсийн уналтаас үүсдэг бөгөөд урвалын камерын бал чулуун хэрэглээний үечилсэн засвар үйлчилгээний процессыг оновчтой болгосноор үүнийг оновчтой болгож болно.
Гурвалжингийн согог
Энэ нь Зураг 4g-д үзүүлсэн шиг суурийн хавтгайн чиглэлийн дагуу SiC эпилатерийн гадаргуу хүртэл үргэлжилдэг 3C-SiC политипийн оруулга юм. Энэ нь эпитаксиал өсөлтийн үед SiC эпилатерийн гадаргуу дээр унах хэсгүүдээс үүсч болно. Бөөмс нь эпилатерт нэвчиж, өсөлтийн процесст саад учруулж, гурвалжин хэсгийн оройд байрлах хэсгүүдтэй хурц өнцөгт гурвалжин гадаргуугийн шинж чанарыг харуулдаг 3C-SiC политипийн оруулга үүсгэдэг. Олон судалгаагаар политипийн оруулгын гарал үүслийг гадаргуугийн зураас, микро хоолой, өсөлтийн процессын буруу параметрүүдтэй холбон тайлбарладаг.
Луувангийн согог
Луувангийн согог нь TSD болон SF суурийн талст хавтгайд байрлах, Франк хэлбэрийн мултралаар төгсдөг хоёр үзүүртэй давхарлах хагарлын цогцолбор бөгөөд луувангийн согогийн хэмжээ нь призмийн давхарлах хагарлаас хамаарна. Эдгээр шинж чанаруудын хослол нь луувангийн согогийн гадаргуугийн морфологийг бүрдүүлдэг бөгөөд энэ нь Зураг 4f-д үзүүлсэн шиг 1 см-2-оос бага нягтралтай луувангийн хэлбэртэй төстэй харагддаг. Луувангийн согог нь өнгөлгөөний зураас, TSD эсвэл субстратын согог дээр амархан үүсдэг.
Зураас
Зураг 4ц-т үзүүлсэн шиг үйлдвэрлэлийн процессын явцад SiC вафлины гадаргуу дээр үүссэн механик гэмтэл нь зураас юм. SiC суурь дээрх зураас нь эпилатерийн ургалтад саад учруулж, эпилатер дотор өндөр нягтралтай хэд хэдэн мултрал үүсгэж, эсвэл зураас нь луувангийн гажиг үүсэх үндэс суурь болж болзошгүй. Тиймээс SiC вафлиг зөв өнгөлөх нь чухал юм, учир нь эдгээр зураас нь төхөөрөмжийн идэвхтэй хэсэгт гарч ирэхэд төхөөрөмжийн гүйцэтгэлд мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлдэг.
Бусад гадаргуугийн морфологийн согогууд
Алхам багцлалт нь SiC эпитаксиал ургалтын процессын үед үүссэн гадаргуугийн гажиг бөгөөд SiC эпитаксиал давхаргын гадаргуу дээр мохоо гурвалжин эсвэл трапец хэлбэрийн шинж чанарыг үүсгэдэг. Гадаргуугийн нүх, овойлт, толбо гэх мэт бусад олон гадаргуугийн гажиг байдаг. Эдгээр гажиг нь ихэвчлэн оновчтой бус ургалтын процесс болон өнгөлгөөний гэмтлийг бүрэн арилгаснаас үүдэлтэй бөгөөд энэ нь төхөөрөмжийн ажиллагаанд сөргөөр нөлөөлдөг.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 6-р сарын 5