Ösüş üçin esasy tehnologiýaSiC epitaksialmateriallar, ilkinji nobatda, kemçilikleriň gözegçilik tehnologiýasydyr, esasanam enjamyň näsazlygyna ýa-da ygtybarlylygynyň peselmegine meýilli kemçilikleriň gözegçilik tehnologiýasy üçin. Epitaksial ösüş prosesinde substrat kemçilikleriniň epitaksial gatlaga ýaýramagynyň mehanizmini, substrat bilen epitaksial gatlagyň arasyndaky serhetde kemçilikleriň geçiş we özgeriş kanunlaryny, şeýle hem kemçilikleriň ýadro mehanizmini öwrenmek substrat kemçilikleri bilen epitaksial gurluş kemçilikleriniň arasyndaky baglanyşygy aýdyňlaşdyrmak üçin esas bolup durýar, bu bolsa substrat skriningine we epitaksial prosesi optimizasiýalaşdyrmaga netijeli ýol görkezip biler.
Kemçiliklerikremniý karbidiniň epitaksial gatlaklaryesasan iki kategoriýa bölünýär: kristall kemçilikleri we ýüz morfologiýa kemçilikleri. Kristal kemçilikleri, şol sanda nokat kemçilikleri, wint dislokasiýalary, mikrotubula kemçilikleri, gyra dislokasiýalary we ş.m., esasan SiC substratlarynda kemçiliklerden döräp, epitaksial gatlaga ýaýraýar. Ýüz morfologiýa kemçiliklerini mikroskop arkaly ýalaňaç göz bilen gönüden-göni synlap bolýar we olaryň tipik morfologiki aýratynlyklary bar. Ýüz morfologiýa kemçilikleri, esasan, 4-nji suratda görkezilişi ýaly: Çyzgy, Üçburçluk kemçilik, Käşir kemçiligi, Çöküş we Bölejikleri öz içine alýar. Epitaksial prosesde daşary ýurt bölejikleri, substrat kemçilikleri, ýüz zeperlenmesi we epitaksial prosesiň üýtgemeleri ýerli basgançak akymynyň ösüş režimine täsir edip, ýüz morfologiýa kemçiliklerine sebäp bolup biler.
1-nji tablisa. SiC epitaksial gatlaklarynda umumy matrisa kemçilikleriniň we ýüz morfologiýa kemçilikleriniň emele gelmeginiň sebäpleri
Nokat kemçilikleri
Nokat kemçilikleri bir tor nokadynda ýa-da birnäçe tor nokadynda boşluklar ýa-da boşluklar arkaly emele gelýär we olaryň giňişlik giňelmesi ýok. Nokat kemçilikleri her bir önümçilik prosesinde, esasanam ion implantasiýasynda ýüze çykyp biler. Şeýle-de bolsa, olary ýüze çykarmak kyn we nokat kemçilikleriniň özgermegi bilen beýleki kemçilikleriň arasyndaky gatnaşyk hem örän çylşyrymlydyr.
Mikroturbalar (MP)
Mikrotrubalar ösüş okunyň ugrunda ýaýraýan boş wintli dislokasiýalardyr, Burgers wektory <0001>. Mikrotrubalaryň diametri mikronyň bir böleginden onlarça mikrona çenli üýtgeýär. Mikrotrubalar SiC plastinkalarynyň ýüzünde uly çukur ýaly ýüz aýratynlyklaryny görkezýär. Adatça, mikrotrubalaryň dykyzlygy takmynan 0,1 ~ 1 sm-2 bolýar we täjirçilik plastinka önümçiliginiň hiliniň gözegçiliginde azalmagyny dowam etdirýär.
Wintiň çykarylyşy (TSD) we gyra çykarylyşy (TED)
SiC-däki çykyklar enjamyň zaýalanmagynyň we näsazlygynyň esasy çeşmesidir. Wint çykyklary (TSD) we gyra çykyklary (TED) ösüş okunyň ugrundan geçýär, Burger wektorlary degişlilikde <0001> we 1/3<11–20> bolýar.
Wint çykyşlary (TSD) we gyra çykyşlary (TED) substratdan wafer ýüzüne çenli uzalyp, kiçi çukur ýaly ýüz aýratynlyklaryny döredip biler (4b-nji surat). Adatça, gyra çykyşlarynyň dykyzlygy wint çykyşlarynyň dykyzlygyndan takmynan 10 esse köp. Uzadylan wint çykyşlary, ýagny substratdan epitel gatlagyna çenli uzalyp, beýleki kemçiliklere öwrülip, ösüş okunyň ugrunda ýaýrap biler.SiC epitaksialösüşde, wint dislokasiýalary üst-üst goýmak kemçiliklerine (SF) ýa-da kök kemçiliklerine öwrülýär, epitaksial ösüş wagtynda substratdan miras galan bazal tekizlik dislokasiýalaryndan (BPD) bolsa epitaksial gatlaklardaky gyra dislokasiýalarynyň öwrülýändigi görkezilýär.
Esasy tekizlik dislokasiýa (BPD)
SiC bazal tekizliginde ýerleşýär, Burgers wektory 1/3 <11–20>. SiC waferleriniň ýüzünde BPD-ler seýrek peýda bolýar. Olar adatça 1500 sm-2 dykyzlykly substratda jemlenendir, epilatördäki dykyzlygy bolsa diňe 10 sm-2 töweregidir. BPD-leri fotolüminesensiýa (PL) arkaly ýüze çykarmak, 4c suratda görkezilişi ýaly, çyzykly aýratynlyklary görkezýär. WagtyndaSiC epitaksialösüşde giňeldilen BPD-ler üst-üst bolýan çatlaklara (ÜÝT) ýa-da gyra çykyşlaryna (TED) öwrülip bilner.
Üst-üst goýmakdaky näsazlyklar (SF)
SiC bazal tekizliginiň üst-üst goýulma yzygiderliginde kemçilikler. Üst-üst goýulma kemçilikleri epitaksial gatlakda substratda SF-leri miras almak arkaly ýüze çykyp biler ýa-da bazal tekizlik dislokasiýalarynyň (BPD) we dişli wint dislokasiýalarynyň (TSD) giňelmegi we özgermegi bilen baglanyşykly bolup biler. Umuman, SF-leriň dykyzlygy 1 sm-2-den azdyr we 4e suratda görkezilişi ýaly, PL ulanylyp anyklananda üçburçluk aýratynlygy görkezýärler. Şeýle-de bolsa, SiC-de dürli görnüşli üst-üst goýulma kemçilikleri emele gelip biler, meselem, Şokli we Frank tipleri, sebäbi tekizlikleriň arasyndaky üst-üst goýulma energiýasynyň az mukdarda bozulmagy hem üst-üst goýulma yzygiderliginde ep-esli düzgünsizlige getirip biler.
Aşaklama
Aşak düşüş kemçiligi, esasan, ösüş prosesi wagtynda reaksiýa kamerasynyň ýokarky we gapdal diwarlaryna bölejikleriň düşmeginden gelip çykýar, bu bolsa reaksiýa kamerasynyň grafit sarp ediş materiallarynyň döwürleýin tehniki hyzmat prosesini optimizirlemek arkaly optimizirlenip bilner.
Üçburçluk kemçilik
Bu, 4g suratda görkezilişi ýaly, SiC epitel gatlagynyň ýüzüne esas tekizlik ugry boýunça uzalyp gidýän 3C-SiC politip goşulmasydyr. Ol epitaksial ösüş wagtynda SiC epitel gatlagynyň ýüzüne düşýän bölejikler tarapyndan emele gelip biler. Bölejikler epitel gatlagynyň içine ornaşýar we ösüş prosesine päsgel berýär, netijede üçburçluk sebitiniň depelerinde ýerleşýän bölejikler bilen ýiti burçly üçburçluk ýüz aýratynlyklaryny görkezýän 3C-SiC politip goşulmalary emele gelýär. Köp gözlegler politip goşulmalarynyň gelip çykyşyny ýüz çyzyklaryna, mikroturbalara we ösüş prosesiniň nädogry parametrlerine hem baglanyşdyrýar.
Käşir kemçiligi
Käşir defekti, iki ujy TSD we SF bazal kristal tekizliklerinde ýerleşýän, Frank görnüşli dislokasiýa bilen gutarýan we käşir defektiniň ululygy prizmatiki üýşme defekti bilen baglanyşykly bolan üst-üst etmek defektiniň toplumydyr. Bu aýratynlyklaryň utgaşmasy käşir defektiniň ýüz morfologiýasyny emele getirýär, ol 4f suratda görkezilişi ýaly, dykyzlygy 1 sm-2-den az bolan käşir şekiline meňzeýär. Käşir defektleri jylaňlama çyzyklarynda, TSD-lerde ýa-da substrat defektlerinde aňsatlyk bilen emele gelýär.
Çyzyklar
Çyzgylar, 4h suratda görkezilişi ýaly, önümçilik prosesinde SiC waferleriniň ýüzünde emele gelen mehaniki zeperlerdir. SiC substratyndaky çyzgylar epitel gatlagynyň ösüşine päsgel berip biler, epitel gatlagynyň içinde ýokary dykyzlykly çykyklaryň hataryny döredip biler ýa-da çyzgylar kök kemçilikleriniň emele gelmeginiň esasy bolup biler. Şonuň üçin, SiC waferlerini dogry jylamak örän möhümdir, sebäbi bu çyzgylar enjamyň işjeň böleginde peýda bolanda enjamyň işine uly täsir edip biler.
Beýleki ýüz morfologiýa kemçilikleri
Basgançakly toplum SiC epitaksial ösüş prosesi wagtynda emele gelen ýüz kemçiligidir, bu bolsa SiC epitaksial gatlagynyň ýüzünde küt üçburçluklary ýa-da trapesiýa şekilli aýratynlyklary döredýär. Ýüzdäki çukurjyklar, böwürjikler we lekeler ýaly başga-da köp ýüz kemçilikleri bar. Bu kemçilikler, adatça, ösüş prosesleriniň optimizirlenmedikligi we jylawlama zeperiniň doly aýrylmazlygy sebäpli ýüze çykýar, bu bolsa enjamyň işine ýaramaz täsir edýär.
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 5-nji iýuny