වර්ධනය සඳහා මූලික තාක්ෂණයSiC එපිටැක්සියල්ද්රව්ය යනු මුලින්ම දෝෂ පාලන තාක්ෂණයයි, විශේෂයෙන් උපාංග අසාර්ථක වීමට හෝ විශ්වසනීයත්වය පිරිහීමට ලක්වන දෝෂ පාලන තාක්ෂණය සඳහා. එපිටැක්සියල් වර්ධන ක්රියාවලියේදී එපිටැක්සියල් ස්ථරයට විහිදෙන උපස්ථර දෝෂවල යාන්ත්රණය අධ්යයනය කිරීම, උපස්ථරය සහ එපිටැක්සියල් ස්ථරය අතර අතුරුමුහුණතෙහි දෝෂ මාරු කිරීමේ සහ පරිවර්තන නීති සහ දෝෂවල න්යෂ්ටිකකරණ යාන්ත්රණය උපස්ථර දෝෂ සහ එපිටැක්සියල් ව්යුහාත්මක දෝෂ අතර සහසම්බන්ධය පැහැදිලි කිරීම සඳහා පදනම වන අතර එමඟින් උපස්ථර පරීක්ෂාව සහ එපිටැක්සියල් ක්රියාවලි ප්රශස්තිකරණය ඵලදායී ලෙස මඟ පෙන්විය හැකිය.
අඩුපාඩුසිලිකන් කාබයිඩ් එපිටැක්සියල් ස්ථරප්රධාන වශයෙන් කාණ්ඩ දෙකකට බෙදා ඇත: ස්ඵටික දෝෂ සහ මතුපිට රූප විද්යාත්මක දෝෂ. ලක්ෂ්ය දෝෂ, ඉස්කුරුප්පු විස්ථාපනය, ක්ෂුද්ර නල දෝෂ, දාර විස්ථාපනය ආදිය ඇතුළුව ස්ඵටික දෝෂ, බොහෝ දුරට SiC උපස්ථරවල දෝෂ වලින් ආරම්භ වී එපිටැක්සියල් ස්ථරයට විහිදේ. මතුපිට රූප විද්යාත්මක දෝෂ අන්වීක්ෂයක් භාවිතයෙන් පියවි ඇසින් සෘජුවම නිරීක්ෂණය කළ හැකි අතර සාමාන්ය රූප විද්යාත්මක ලක්ෂණ ඇත. මතුපිට රූප විද්යාත්මක දෝෂවලට ප්රධාන වශයෙන් ඇතුළත් වන්නේ: සීරීම්, ත්රිකෝණාකාර දෝෂය, කැරට් දෝෂය, පහළට වැටීම සහ අංශුව, රූපය 4 හි පෙන්වා ඇති පරිදි. එපිටැක්සියල් ක්රියාවලියේදී, විදේශීය අංශු, උපස්ථර දෝෂ, මතුපිට හානි සහ එපිටැක්සියල් ක්රියාවලි අපගමනයන් සියල්ල දේශීය පියවර ප්රවාහ වර්ධන මාදිලියට බලපෑ හැකි අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස මතුපිට රූප විද්යාත්මක දෝෂ ඇති වේ.
වගුව 1. SiC එපිටැක්සියල් ස්ථරවල පොදු අනුකෘති දෝෂ සහ මතුපිට රූප විද්යාත්මක දෝෂ ඇතිවීමට හේතු
ලක්ෂ්ය දෝෂ
ලක්ෂ්ය දෝෂ තනි දැලිස් ලක්ෂ්යයක හෝ දැලිස් ලක්ෂ්ය කිහිපයක පුරප්පාඩු හෝ හිඩැස් මගින් සෑදී ඇති අතර ඒවාට අවකාශීය දිගුවක් නොමැත. සෑම නිෂ්පාදන ක්රියාවලියකදීම, විශේෂයෙන් අයන බද්ධ කිරීමේදී ලක්ෂ්ය දෝෂ ඇති විය හැක. කෙසේ වෙතත්, ඒවා හඳුනා ගැනීම දුෂ්කර වන අතර, ලක්ෂ්ය දෝෂ පරිවර්තනය සහ අනෙකුත් දෝෂ අතර සම්බන්ධතාවය ද තරමක් සංකීර්ණ වේ.
ක්ෂුද්ර පයිප්ප (MP)
ක්ෂුද්ර පයිප්ප යනු වර්ධන අක්ෂය දිගේ ප්රචාරණය වන කුහර ඉස්කුරුප්පු විස්ථාපනයන් වන අතර, බර්ගර් දෛශිකයක් <0001> ඇත. ක්ෂුද්ර නල වල විෂ්කම්භය මයික්රෝනයක කොටසක සිට මයික්රෝන දස දහස් ගණනක් දක්වා පරාසයක පවතී. ක්ෂුද්ර නල SiC වේෆර්වල මතුපිට විශාල වළක් වැනි මතුපිට ලක්ෂණ පෙන්වයි. සාමාන්යයෙන්, ක්ෂුද්ර නලවල ඝනත්වය 0.1~1cm-2 පමණ වන අතර වාණිජ වේෆර් නිෂ්පාදන තත්ත්ව අධීක්ෂණයේදී අඩු වෙමින් පවතී.
ඉස්කුරුප්පු විස්ථාපනය (TSD) සහ දාර විස්ථාපනය (TED)
SiC හි විස්ථාපනයන් උපාංග පිරිහීමට සහ අසාර්ථක වීමට ප්රධාන මූලාශ්රය වේ. ඉස්කුරුප්පු විස්ථාපනය (TSD) සහ දාර විස්ථාපනය (TED) යන දෙකම වර්ධන අක්ෂය දිගේ දිවෙන අතර, බර්ගර් දෛශික පිළිවෙලින් <0001> සහ 1/3<11–20> වේ.
ඉස්කුරුප්පු විස්ථාපනය (TSD) සහ දාර විස්ථාපනය (TED) යන දෙකම උපස්ථරයේ සිට වේෆර් මතුපිට දක්වා විහිදෙන අතර කුඩා වළක් වැනි මතුපිට ලක්ෂණ ගෙන එනු ඇත (රූපය 4b). සාමාන්යයෙන්, දාර විස්ථාපනයේ ඝනත්වය ඉස්කුරුප්පු විස්ථාපනයේ ඝනත්වය මෙන් 10 ගුණයක් පමණ වේ. විස්තීර්ණ ඉස්කුරුප්පු විස්ථාපනය, එනම්, උපස්ථරයේ සිට එපිලේයර් දක්වා විහිදෙන අතර, අනෙකුත් දෝෂ බවට පරිවර්තනය වී වර්ධන අක්ෂය දිගේ ප්රචාරණය විය හැකිය. අතරතුරSiC එපිටැක්සියල්වර්ධනයේදී, ඉස්කුරුප්පු විස්ථාපනය ස්ටැකිං දෝෂ (SF) හෝ කැරට් දෝෂ බවට පරිවර්තනය වන අතර, එපිලේයර් වල දාර විස්ථාපනය එපිටැක්සියල් වර්ධනයේදී උපස්ථරයෙන් උරුම වූ බාසල් තල විස්ථාපනය (BPDs) වලින් පරිවර්තනය වන බව පෙන්නුම් කෙරේ.
මූලික තල විස්ථාපනය (BPD)
SiC පාදක තලයේ පිහිටා ඇති අතර, බර්ගර් දෛශිකය 1/3 <11–20> කින් යුක්ත වේ. BPDs SiC වේෆර්වල මතුපිට කලාතුරකින් දිස්වේ. ඒවා සාමාන්යයෙන් 1500 cm-2 ඝනත්වයක් සහිත උපස්ථරයක් මත සංකේන්ද්රණය වී ඇති අතර, එපිලේයරයේ ඒවායේ ඝනත්වය 10 cm-2 පමණ වේ. ෆොටෝලුමිනසෙන්ස් (PL) භාවිතයෙන් BPDs හඳුනා ගැනීම රූපය 4c හි පෙන්වා ඇති පරිදි රේඛීය ලක්ෂණ පෙන්වයි. අතරතුරSiC එපිටැක්සියල්වර්ධනයත් සමඟ, විස්තීර්ණ BPDs ස්ටැකිං දෝෂ (SF) හෝ දාර විස්ථාපනය (TED) බවට පරිවර්තනය විය හැක.
ගොඩගැසීමේ දෝෂ (SF)
SiC බාසල් තලයේ ගොඩගැසීමේ අනුපිළිවෙලෙහි දෝෂ. උපස්ථරයේ SF උරුම කර ගැනීමෙන් එපිටැක්සියල් ස්ථරයේ ගොඩගැසීමේ දෝෂ දිස්විය හැකිය, නැතහොත් බාසල් තල විස්ථාපනය (BPDs) සහ නූල් ඉස්කුරුප්පු විස්ථාපනය (TSDs) දිගු කිරීම සහ පරිවර්තනයට සම්බන්ධ විය හැකිය. සාමාන්යයෙන්, SFs වල ඝනත්වය 1 cm-2 ට වඩා අඩු වන අතර, PL භාවිතයෙන් අනාවරණය වූ විට ඒවා ත්රිකෝණාකාර ලක්ෂණයක් පෙන්නුම් කරයි, රූපය 4e හි පෙන්වා ඇති පරිදි. කෙසේ වෙතත්, SiC හි ෂොක්ලි වර්ගය සහ ෆ්රෑන්ක් වර්ගය වැනි විවිධ වර්ගයේ ගොඩගැසීමේ දෝෂ සෑදිය හැකිය, මන්ද තල අතර කුඩා ප්රමාණයේ ගොඩගැසීමේ ශක්ති ආබාධයක් පවා ගොඩගැසීමේ අනුපිළිවෙලෙහි සැලකිය යුතු අක්රමිකතාවයකට හේතු විය හැක.
පහත වැටීම
පහත වැටීමේ දෝෂය ප්රධාන වශයෙන් ඇති වන්නේ වර්ධන ක්රියාවලියේදී ප්රතික්රියා කුටියේ ඉහළ සහ පැති බිත්තිවල අංශු පහත වැටීමෙනි, ප්රතික්රියා කුටියේ මිනිරන් පරිභෝජන ද්රව්යවල ආවර්තිතා නඩත්තු ක්රියාවලිය ප්රශස්ත කිරීම මගින් එය ප්රශස්ත කළ හැකිය.
ත්රිකෝණාකාර දෝෂය
එය 3C-SiC බහු-වර්ගයේ ඇතුළත් කිරීමකි, එය රූපය 4g හි පෙන්වා ඇති පරිදි, SiC එපිලේයරයේ මතුපිට දක්වා පාදක තල දිශාව ඔස්සේ විහිදේ. එය එපිටේක්සියල් වර්ධනයේදී SiC එපිලේයරයේ මතුපිටට වැටෙන අංශු මගින් ජනනය විය හැකිය. අංශු එපිටේක්සියල් ස්ථරයේ තැන්පත් කර ඇති අතර වර්ධන ක්රියාවලියට බාධා කරන අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස 3C-SiC බහු-වර්ගයේ ඇතුළත් කිරීම් ඇති වන අතර එමඟින් ත්රිකෝණාකාර කලාපයේ සිරස්වල පිහිටා ඇති අංශු සමඟ තියුණු කෝණික ත්රිකෝණාකාර මතුපිට ලක්ෂණ පෙන්වයි. බොහෝ අධ්යයනයන් මගින් පොලිටයිප් ඇතුළත් කිරීම්වල ආරම්භය මතුපිට සීරීම්, ක්ෂුද්ර පයිප්ප සහ වර්ධන ක්රියාවලියේ නුසුදුසු පරාමිතීන් නිසා ඇති වූ බව ද සඳහන් කර ඇත.
කැරට් දෝෂය
කැරට් දෝෂයක් යනු TSD සහ SF පාදක ස්ඵටික තලවල පිහිටා ඇති කෙළවර දෙකක් සහිත ගොඩගැසීමේ දෝෂ සංකීර්ණයක් වන අතර එය ෆ්රෑන්ක් වර්ගයේ විස්ථාපනයකින් අවසන් වන අතර කැරට් දෝෂයේ ප්රමාණය ප්රිස්මැටික් ගොඩගැසීමේ දෝෂයට සම්බන්ධ වේ. මෙම ලක්ෂණවල සංයෝජනය කැරට් දෝෂයේ මතුපිට රූප විද්යාව සාදයි, එය රූපය 4f හි පෙන්වා ඇති පරිදි 1 cm-2 ට අඩු ඝනත්වයක් සහිත කැරට් හැඩයක් මෙන් පෙනේ. කැරට් දෝෂ ඔප දැමීමේ සීරීම්, TSD හෝ උපස්ථර දෝෂ වලදී පහසුවෙන් සෑදී ඇත.
සීරීම්
රූප සටහන 4h හි පෙන්වා ඇති පරිදි, නිෂ්පාදන ක්රියාවලියේදී සාදන ලද SiC වේෆර්වල මතුපිටට සිදුවන යාන්ත්රික හානි සීරීම් වේ. SiC උපස්ථරයේ ඇති සීරීම් එපිලේයරයේ වර්ධනයට බාධා කළ හැකි අතර, එපිලේයරය තුළ ඉහළ ඝනත්ව විස්ථාපනයන් පේළියක් ඇති කළ හැකිය, නැතහොත් කැරට් දෝෂ ඇතිවීමට සීරීම් පදනම විය හැකිය. එබැවින්, SiC වේෆර් නිසි ලෙස ඔප දැමීම ඉතා වැදගත් වන්නේ මෙම සීරීම් උපාංගයේ ක්රියාකාරී ප්රදේශයේ දිස්වන විට උපාංගයේ ක්රියාකාරිත්වයට සැලකිය යුතු බලපෑමක් ඇති කළ හැකි බැවිනි.
අනෙකුත් මතුපිට රූප විද්යාත්මක දෝෂ
පියවර පොකුර යනු SiC එපිටැක්සියල් වර්ධන ක්රියාවලියේදී ඇතිවන මතුපිට දෝෂයක් වන අතර එය SiC එපිටැක්සියල් වර්ධන ක්රියාවලියේදී ඇති වන මතුපිට දෝෂයකි, එය SiC එපිටාක්සියේ මතුපිට මොට ත්රිකෝණ හෝ ට්රැපෙසොයිඩ් ලක්ෂණ ඇති කරයි. මතුපිට වලවල්, ගැටිති සහ පැල්ලම් වැනි තවත් බොහෝ මතුපිට දෝෂ තිබේ. මෙම දෝෂ සාමාන්යයෙන් ඇති වන්නේ ප්රශස්ත නොකළ වර්ධන ක්රියාවලීන් සහ ඔප දැමීමේ හානිය අසම්පූර්ණ ලෙස ඉවත් කිරීම නිසා වන අතර එය උපාංගයේ ක්රියාකාරිත්වයට අහිතකර ලෙස බලපායි.
පළ කිරීමේ කාලය: ජූනි-05-2024