Үсеш өчен төп технологияSiC эпитаксиальматериаллар, беренче чиратта, җитешсезлекләрне контрольдә тоту технологиясе булып тора, бигрәк тә җайланмалар эшләми яки ышанычлылыгы начарлана торган җитешсезлекләрне контрольдә тоту технологиясе өчен. Эпитаксиаль үсеш процессында субстрат җитешсезлекләренең эпитаксиаль катламга таралу механизмын, субстрат һәм эпитаксиаль катлам арасындагы чиктә җитешсезлекләрнең күчү һәм трансформация закончалыкларын, һәм җитешсезлекләрнең нуклеация механизмын өйрәнү субстрат җитешсезлекләре һәм эпитаксиаль структура җитешсезлекләре арасындагы корреляцияне ачыклау өчен нигез булып тора, бу субстратны тикшерү һәм эпитаксиаль процессны оптимальләштерү өчен нәтиҗәле юнәлеш бирә ала.
Кимчелекләрекремний карбиды эпитаксиаль катламнарынигездә ике категориягә бүленә: кристалл кимчелекләре һәм өслек морфологиясе кимчелекләре. Кристалл кимчелекләре, шул исәптән нокта кимчелекләре, винт дислокацияләре, микротүтүкчә кимчелекләре, кырый дислокацияләре һ.б., күбесенчә SiC субстратларындагы кимчелекләрдән килеп чыга һәм эпитаксиаль катламга тарала. Өслек морфологиясе кимчелекләрен микроскоп ярдәмендә турыдан-туры күз белән күзәтергә мөмкин һәм аларның типик морфологик үзенчәлекләре бар. Өслек морфологиясе кимчелекләренә, нигездә, түбәндәгеләр керә: тырналу, өчпочмак кимчелек, кишер кимчелеге, төшү һәм кисәкчәләр, 4 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә. Эпитаксиаль процесс вакытында чит кисәкчәләр, субстрат кимчелекләре, өслек зыяны һәм эпитаксиаль процесс тайпылышлары барысы да җирле баскыч агымы үсеш режимына тәэсир итәргә мөмкин, нәтиҗәдә өслек морфологиясе кимчелекләре барлыкка килә.
1 нче таблица. SiC эпитаксиаль катламнарында матрица кимчелекләренең һәм өслек морфологиясе кимчелекләренең еш очрый торган сәбәпләре
Нокта кимчелекләре
Нокта дефектлары бер яки берничә рәшәткә ноктасындагы вакансияләр яки бушлыклар аркасында барлыкка килә, һәм аларның киңлек буенча киңәюе юк. Нокта дефектлары һәр җитештерү процессында, бигрәк тә ион имплантациясендә барлыкка килергә мөмкин. Ләкин аларны ачыклау авыр, һәм нокта дефектларының трансформациясе һәм башка дефектлар арасындагы бәйләнеш тә шактый катлаулы.
Микроторбалар (MP)
Микротрубкалар - үсеш күчәре буйлап таралучы буш винтлы дислокацияләр, Burgers векторы <0001>. Микротрубкаларның диаметры микронның бер өлешеннән алып дистәләгән микронга кадәр була. Микротрубкалар SiC пластиналары өслегендә зур чокырсыман өслек үзенчәлекләрен күрсәтә. Гадәттә, микротрубкаларның тыгызлыгы якынча 0,1 ~ 1 см-2 тәшкил итә һәм коммерция пластиналары җитештерү сыйфатын күзәтүдә кими бара.
Винт дислокацияләре (TSD) һәм кырый дислокацияләре (TED)
SiC'тагы дислокацияләр җайланмаларның җимерелүе һәм ватылуының төп чыганагы булып тора. Винт дислокацияләре (TSD) һәм кырый дислокацияләре (TED) үсеш күчәре буйлап бара, Бургерс векторлары <0001> һәм 1/3<11–20>.
Винт дислокацияләре (TSD) һәм кырый дислокацияләре (TED) субстраттан пластина өслегенә кадәр сузылып, кечкенә чокырсыман өслек үзенчәлекләрен китерергә мөмкин (4б рәсем). Гадәттә, кырый дислокацияләренең тыгызлыгы винт дислокацияләренең тыгызлыгыннан якынча 10 тапкыр зуррак. Озын винт дислокацияләре, ягъни субстраттан эпикаплатка кадәр сузылып, башка кимчелекләргә әйләнергә һәм үсеш күчәре буйлап таралырга мөмкин.SiC эпитаксиальүсеш вакытында винт дислокацияләре катламнарның тигезләнеш җитешсезлекләренә (SF) яки кишер дефектларына әйләнә, ә эпитаксиаль үсеш вакытында субстраттан мирас итеп алынган базаль яссылык дислокацияләреннән (BPD) әйләнә.
Төп яссылык дислокациясе (БЯД)
SiC базаль яссылыгында урнашкан, Burgers векторы 1/3 <11–20>. SiC пластиналары өслегендә BPDлар сирәк очрый. Алар гадәттә 1500 см-2 тыгызлыктагы субстратта тупланган, ә эпиламенттагы тыгызлыгы якынча 10 см-2. Фотолюминесценция (PL) ярдәмендә BPDларны ачыклау 4c рәсемдә күрсәтелгәнчә, сызыклы үзенчәлекләрне күрсәтә. ВакытындаSiC эпитаксиальүсеш, киңәйтелгән BPDлар катламлы ярыкларга (SF) яки кырый дислокацияләренә (TED) әйләндерелергә мөмкин.
Өймәләү җитешсезлекләре (SF)
SiC базаль яссылыгының өемләү эзлеклелегендәге кимчелекләр. Өемләү җитешсезлекләре эпитаксиаль катламда субстратта SFларны мирас итеп алу юлы белән барлыкка килергә мөмкин, яисә базаль яссылык дислокацияләренең (BPD) һәм җепләү винт дислокацияләренең (TSD) киңәюе һәм трансформациясе белән бәйле булырга мөмкин. Гадәттә, SFларның тыгызлыгы 1 см-2 дан кимрәк, һәм алар PL ярдәмендә ачыкланганда өчпочмаклы үзенчәлек күрсәтәләр, 4e рәсемдә күрсәтелгәнчә. Ләкин, SiCда төрле өемләү җитешсезлекләре барлыкка килергә мөмкин, мәсәлән, Шокли тибындагы һәм Франк тибындагы, чөнки яссылыклар арасында өемләү энергиясенең аз күләмдәге бозылуы да өемләү эзлеклелегендә шактый тигезсезлеккә китерергә мөмкин.
Төшеп китү
Төшеп җитмәү, нигездә, үсеш процессы вакытында реакция камерасының өске һәм ян стеналарына кисәкчәләр төшүеннән килеп чыга, моны реакция камерасының графит чыгым материалларын периодик хезмәт күрсәтү процессын оптимальләштерү юлы белән оптимальләштерергә мөмкин.
Өчпочмаклы кимчелек
Бу 3C-SiC политиплы керем, ул SiC эпитаксиаль катламы өслегенә базаль яссылык юнәлеше буенча сузыла, 4g рәсемдә күрсәтелгәнчә. Ул эпитаксиаль үсеш вакытында SiC эпитаксиаль катламы өслегенә төшкән кисәкчәләр аркасында барлыкка килергә мөмкин. Кисәкчәләр эпитаксиаль катламга урнаштырыла һәм үсеш процессына комачаулый, нәтиҗәдә 3C-SiC политиплы керемнәр барлыкка килә, алар өчпочмак өлкәсенең түбәләрендә урнашкан кисәкчәләр белән кискен почмаклы өчпочмаклы өслек үзенчәлекләрен күрсәтә. Күп кенә тикшеренүләр шулай ук политиплы керемнәрнең килеп чыгышын өслек сызыклары, микроторбалар һәм үсеш процессының дөрес булмаган параметрлары белән бәйли.
Кишер җитешсезлеге
Кишер дефекты - TSD һәм SF базаль кристалл яссылыкларында урнашкан, Франк тибындагы дислокация белән тәмамланган ике очы булган катламлаштыру ярык комплексы, һәм кишер дефектының зурлыгы призматик катламлаштыру ярыгына бәйле. Бу үзенчәлекләрнең берләшүе кишер дефектының өслек морфологиясен формалаштыра, ул 4f рәсемендә күрсәтелгәнчә, тыгызлыгы 1 см-2 дан ким булган кишер формасына охшаган. Кишер дефектлары ялтырату сызыкларында, TSDларда яки субстрат дефектларында җиңел формалаша.
Сызыклар
Сыдырулар - 4нчы рәсемдә күрсәтелгәнчә, җитештерү процессында SiC пластиналары өслегендә барлыкка килгән механик зыяннар. SiC нигезендәге сыдырулар эпикапламның үсешенә комачауларга, эпикаплам эчендә югары тыгызлыктагы чыгышлар рәте барлыкка китерергә яки сыдырулар кишер дефектлары барлыкка килү өчен нигез булып китәргә мөмкин. Шуңа күрә, SiC пластиналарын дөрес итеп ялтырату бик мөһим, чөнки бу сыдырулар җайланманың актив өлкәсендә барлыкка килгәндә җайланма эшчәнлегенә зур йогынты ясый ала.
Башка өслек морфологиясе кимчелекләре
Баскычлы бәйләү - SiC эпитаксиаль үсеш процессы вакытында барлыкка килгән өслек кимчелеге, ул SiC эпитаксиаль катламы өслегендә очлы өчпочмаклар яки трапеция формасындагы үзенчәлекләр барлыкка китерә. Өслекнең башка күп кимчелекләре бар, мәсәлән, өслек чокырлары, төерләр һәм таплар. Бу кимчелекләр гадәттә үсеш процессларының оптимальләштерелмәве һәм ялтырату зыянын тулысынча бетермәү аркасында килеп чыга, бу җайланма эшчәнлегенә тискәре йогынты ясый.
Бастырылган вакыты: 2024 елның 5 июне