Dislocation ໃນໄປເຊຍກັນ SiC

SiC substrate ສາມາດມີຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງກ້ອງຈຸລະທັດ, ເຊັ່ນ: Threading Screw Dislocation (TSD), Threading Edge Dislocation (TED), Base Plane Dislocation (BPD), ແລະອື່ນໆ. ຂໍ້ບົກພ່ອງເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນເກີດມາຈາກການ deviations ໃນການຈັດລຽງຂອງປະລໍາມະນູໃນລະດັບປະລໍາມະນູ.

ໄປເຊຍກັນ SiC ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຈະເລີນເຕີບໂຕໃນລັກສະນະທີ່ຂະຫຍາຍຂະຫນານກັບແກນ c ຫຼືໃນມຸມນ້ອຍໆກັບມັນ, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າ c-plane ຍັງຖືກເອີ້ນວ່າຍົນພື້ນຖານ. ມີສອງປະເພດຕົ້ນຕໍຂອງ dislocations ໃນໄປເຊຍກັນ. ເມື່ອເສັ້ນ dislocation ແມ່ນຕັ້ງຂວາງກັບຍົນພື້ນຖານ, crystal inherits dislocations ຈາກໄປເຊຍກັນຂອງແກ່ນເຂົ້າໄປໃນໄປເຊຍກັນທີ່ປູກ epitaxial. dislocations ເຫຼົ່ານີ້ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກເປັນ penetrating dislocations ແລະສາມາດຖືກຈັດປະເພດເຂົ້າໄປໃນ threading edge dislocations (TED) ແລະ threading screw dislocations (TSD) ໂດຍອີງໃສ່ການປະຖົມນິເທດຂອງ vector Bernoulli ກັບເສັ້ນ dislocation. Dislocations, ບ່ອນທີ່ທັງສອງເສັ້ນ dislocation ແລະ vectors Brönsted ຢູ່ໃນຍົນພື້ນຖານ, ເອີ້ນວ່າ dislocations ຍົນພື້ນຖານ (BPD). ໄປເຊຍກັນ SiC ຍັງສາມາດມີການ dislocations ອົງປະກອບ, ເຊິ່ງເປັນການປະສົມປະສານຂອງ dislocations ຂ້າງເທິງ.

1. TED&TSD

ທັງສອງການເຄື່ອນທີ່ຂອງ threaded (TSDs) ແລະ threaded edge dislocations (TEDs) ແລ່ນໄປຕາມແກນການຂະຫຍາຍຕົວ [0001] ທີ່ມີ vectors Burgers ທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ <0001> ແລະ 1/3<11-20>, ຕາມລໍາດັບ.

ທັງ TSDs ແລະ TEDs ສາມາດຂະຫຍາຍຈາກຊັ້ນໃຕ້ດິນໄປສູ່ຫນ້າດິນ wafer ແລະຜະລິດລັກສະນະຫນ້າດິນຄ້າຍຄືຂຸມຂະຫນາດນ້ອຍ. ໂດຍປົກກະຕິ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ TEDs ແມ່ນປະມານ 8,000-10,000 1 / cm2, ເຊິ່ງເກືອບ 10 ເທົ່າຂອງ TSDs.

ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ SiC epitaxial, TSD ຂະຫຍາຍຈາກ substrate ໄປສູ່ຊັ້ນ epitaxial ຂອງ TSD ຂະຫຍາຍອາດຈະປ່ຽນເປັນຂໍ້ບົກພ່ອງອື່ນໆໃນຍົນ substrate ແລະຂະຫຍາຍພັນຕາມແກນການຂະຫຍາຍຕົວ.

ມັນໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໃນໄລຍະການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ SiC epitaxial, TSD ໄດ້ຖືກປ່ຽນໄປສູ່ຄວາມຜິດຂອງຊັ້ນ stacking (SF) ຫຼືຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງ carrot ໃນຍົນ substrate, ໃນຂະນະທີ່ TED ໃນຊັ້ນ epitaxial ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຫັນປ່ຽນຈາກ BPD ທີ່ສືບທອດມາຈາກ substrate ໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່ຂອງ epitaxial.

2. BPD

Basal plane dislocations (BPDs), ເຊິ່ງຕັ້ງຢູ່ໃນຍົນ [0001] ຂອງໄປເຊຍກັນ SiC, ມີ vector ຂອງ Burgers ຂອງ 1/3 <11-20>.

BPDs ບໍ່ຄ່ອຍຈະປາກົດຢູ່ເທິງຫນ້າຂອງ SiC wafers. ເຫຼົ່ານີ້ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນສຸມໃສ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ substrate ຂອງ 1500 1 / cm2, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພວກມັນຢູ່ໃນຊັ້ນ epitaxial ມີພຽງແຕ່ປະມານ 10 1 / cm2.

ມັນເຂົ້າໃຈວ່າຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ BPDs ຫຼຸດລົງດ້ວຍຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ substrate SiC ເພີ່ມຂຶ້ນ. ເມື່ອກວດສອບໂດຍໃຊ້ photoluminescence (PL), BPDs ສະແດງໃຫ້ເຫັນລັກສະນະເສັ້ນ. ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ SiC epitaxial, BPD ຂະຫຍາຍອາດຈະຖືກປ່ຽນເປັນ SF ຫຼື TED.

ຈາກຂ້າງເທິງ, ມັນເຫັນໄດ້ຊັດເຈນວ່າຂໍ້ບົກພ່ອງແມ່ນມີຢູ່ໃນ wafer substrate SiC. ຂໍ້ບົກພ່ອງເຫຼົ່ານີ້ສາມາດໄດ້ຮັບການສືບທອດໃນການຂະຫຍາຍຕົວ epitaxial ຂອງຮູບເງົາບາງໆ, ເຊິ່ງສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍທີ່ຮ້າຍແຮງຕໍ່ອຸປະກອນ SiC. ນີ້ສາມາດນໍາໄປສູ່ການສູນເສຍຄວາມໄດ້ປຽບຂອງ SiC ເຊັ່ນ: ພາກສະຫນາມທີ່ແຕກຫັກສູງ, ແຮງດັນຍ້ອນກັບສູງ, ແລະກະແສການຮົ່ວໄຫຼຕ່ໍາ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ນີ້ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນອັດຕາຄຸນສົມບັດຂອງຜະລິດຕະພັນແລະສ້າງອຸປະສັກອັນໃຫຍ່ຫຼວງຕໍ່ການອຸດສາຫະກໍາຂອງ SiC ເນື່ອງຈາກຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຫຼຸດລົງ.