Téknologi inti pikeun tumuwuhnaSiC epitaxialbahan mimitina nyaéta téknologi kontrol cacad, khususna pikeun téknologi kontrol cacad anu rawan gagalna alat atanapi degradasi reliabilitas.Ulikan ngeunaan mékanisme cacad substrat ngalegaan kana lapisan epitaxial salami prosés kamekaran epitaxial, hukum transfer sareng transformasi cacad dina antarmuka antara substrat sareng lapisan epitaxial, sareng mékanisme nukleasi cacad mangrupikeun dasar pikeun ngajelaskeun korelasi antara. defects substrat jeung defects struktural epitaxial, nu bisa éféktif pituduh screening substrat jeung optimasi prosés epitaxial.
The defects tinalapisan epitaxial silikon karbidautamana dibagi kana dua kategori: defects kristal jeung defects morfologi permukaan.Defects kristal, kaasup defects titik, dislocations screw, defects microtubule, dislocations ujung, jsb, lolobana asalna tina defects on substrat SiC sarta diffuse kana lapisan epitaxial.Cacat morfologi permukaan bisa dititénan langsung ku mata taranjang maké mikroskop sarta mibanda ciri morfologis anu has.Cacat morfologi permukaan utamana ngawengku: Scratch, Triangular cacad, Wortel cacad, Downfall, sarta Partikel, sakumaha ditémbongkeun dina Gambar 4. Salila prosés epitaxial, partikel asing, defects substrat, karuksakan permukaan, sarta simpangan prosés epitaxial sadayana tiasa mangaruhan aliran hambalan lokal. modeu tumuwuh, hasilna defects morfologi permukaan.
Tabél 1.Nyababkeun pikeun formasi defects matrix umum jeung defects morfologi permukaan dina lapisan epitaxial SiC
Cacad titik
Cacat titik dibentuk ku lowongan atanapi sela dina titik kisi tunggal atanapi sababaraha titik kisi, sareng aranjeunna henteu gaduh ekstensi spasial.Cacat titik tiasa lumangsung dina unggal prosés produksi, khususna dina implantasi ion.Sanajan kitu, aranjeunna hese ngadeteksi, sarta hubungan antara transformasi titik defects jeung defects séjén ogé rada kompleks.
Mikropipe (MP)
Micropipes mangrupakeun dislocations screw kerung nu propagate sapanjang sumbu pertumbuhan, kalawan véktor Burgers <0001>.Diaméter microtubes rentang ti fraksi hiji micron nepi ka puluhan microns.Microtubes nembongkeun fitur permukaan pit-kawas badag dina beungeut wafers SiC.Ilaharna, dénsitas microtubes nyaeta ngeunaan 0.1 ~ 1cm-2 sarta terus ngurangan di monitoring kualitas produksi wafer komérsial.
Dislokasi Screw (TSD) sareng dislokasi ujung (TED)
Dislokasi dina SiC mangrupikeun sumber utama degradasi sareng kagagalan alat.Duanana screw dislocations (TSD) jeung edge dislocations (TED) ngajalankeun sapanjang sumbu pertumbuhan, kalawan véktor Burgers <0001> jeung 1/3<11–20>, masing-masing.
Duanana screw dislocations (TSD) jeung ujung dislocations (TED) bisa manjangkeun ti substrat ka beungeut wafer jeung mawa fitur permukaan pit-kawas leutik (Gambar 4b).Ilaharna, dénsitas dislocations ujung kira 10 kali tina dislocations screw.dislocations screw ngalegaan, nyaeta, ngalegaan ti substrat ka epilayer nu, ogé bisa transformasi kana defects sejen tur propagate sapanjang sumbu tumuwuh.SalilaSiC epitaxialpertumbuhan, dislocations screw dirobah jadi stacking faults (SF) atanapi cacad wortel, bari dislocations ujung di epilayers ditémbongkeun ka dirobah tina dislocations pesawat basal (BPDs) diwariskeun ti substrat salila tumuwuhna epitaxial.
Dasar pesawat dislokasi (BPD)
Tempatna dina pesawat basal SiC, kalayan véktor Burger 1/3 <11–20>.BPD jarang muncul dina permukaan wafer SiC.Aranjeunna biasana konsentrasi dina substrat kalayan kapadetan 1500 cm-2, sedengkeun dénsitasna dina epilayer ngan ukur 10 cm-2.Deteksi BPDs ngagunakeun photoluminescence (PL) nembongkeun fitur linier, ditémbongkeun saperti dina Gambar 4c.SalilaSiC epitaxialpertumbuhan, BPDs nambahan bisa dirobah jadi stacking faults (SF) atanapi dislocations ujung (TED).
Kasalahan tumpukan (SFs)
Cacat dina urutan tumpukan tina pesawat basal SiC.Stacking faults bisa muncul dina lapisan epitaxial ku inheriting SFs dina substrat, atawa aya patalina jeung extension jeung transformasi basal plane dislocations (BPDs) jeung threading screw dislocations (TSDs).Sacara umum, dénsitas SFs kirang ti 1 cm-2, sarta aranjeunna némbongkeun ciri triangular lamun dideteksi maké PL, ditémbongkeun saperti dina Gambar 4e.Sanajan kitu, rupa-rupa jenis faults stacking bisa kabentuk dina SiC, kayaning tipe Shockley sarta tipe Frank, sabab sanajan jumlah leutik stacking gangguan énergi antara planes bisa ngakibatkeun irregularity considerable dina urutan stacking.
Turun
Cacat downfall utamana asalna tina serelek partikel dina tembok luhur jeung sisi chamber réaksi salila prosés tumuwuh, nu bisa dioptimalkeun ku optimizing prosés pangropéa periodik consumables grafit chamber réaksi.
Cacat segitiga
Ieu mangrupakeun citakan polytype 3C-SiC nu manjangan kana beungeut epilayer SiC sapanjang arah pesawat basal, ditémbongkeun saperti dina Gambar 4g.Ieu bisa dihasilkeun ku partikel ragrag dina beungeut epilayer SiC salila tumuwuhna epitaxial.Partikelna dipasang dina epilayer sareng ngaganggu prosés kamekaran, nyababkeun inklusi polytype 3C-SiC, anu nunjukkeun ciri permukaan segitiga sudut anu seukeut sareng partikel anu aya di simpul daérah segitiga.Seueur panilitian ogé nunjukkeun asal-usul inklusi polytype kana goresan permukaan, micropipes, sareng parameter anu henteu leres tina prosés kamekaran.
cacad wortel
A cacad wortel mangrupakeun kompléks sesar stacking kalawan dua tungtung lokasina di TSD na SF planes kristal basal, terminated ku dislocation Frank-tipe, sarta ukuran tina cacad wortel patali jeung sesar stacking prismatic.Kombinasi fitur ieu ngabentuk morfologi beungeut cacad wortel, nu Sigana mah bentuk wortel jeung dénsitas kirang ti 1 cm-2, ditémbongkeun saperti dina Gambar 4f.Cacat wortel gampang dibentuk nalika ngagosok goresan, TSD, atanapi cacad substrat.
Goresan
Goresan mangrupikeun karusakan mékanis dina permukaan wafer SiC anu dibentuk nalika prosés produksi, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 4h.Goresan dina substrat SiC tiasa ngaganggu kamekaran epilayer, ngahasilkeun deretan dislokasi dénsitas tinggi dina epilayer, atanapi goresan tiasa janten dasar pikeun pembentukan cacad wortel.Ku sabab éta, penting pisan pikeun ngagosok wafer SiC kalayan leres sabab goresan ieu tiasa gaduh dampak anu signifikan dina kinerja alat nalika aranjeunna muncul di daérah aktip. alat.
defects morfologi permukaan lianna
Step bunching mangrupikeun cacad permukaan anu dibentuk nalika prosés kamekaran epitaxial SiC, anu ngahasilkeun segitiga obtuse atanapi fitur trapezoidal dina permukaan epilayer SiC.Aya seueur cacad permukaan sanés, sapertos liang permukaan, nabrak sareng noda.Cacat ieu biasana disababkeun ku prosés pertumbuhan anu henteu dioptimalkeun sareng ngaleungitkeun karusakan polishing anu teu lengkep, anu mangaruhan parah kana kinerja alat.
waktos pos: Jun-05-2024