Dislokasi ing kristal SiC

Substrat SiC bisa duwe cacat mikroskopis, kayata Threading Screw Dislocation (TSD), Threading Edge Dislocation (TED), Base Plane Dislocation (BPD), lan liya-liyane. Cacat iki disebabake dening penyimpangan ing susunan atom ing tingkat atom.

Kristal SiC biasane tuwuh kanthi cara sing sejajar karo sumbu c utawa ing sudut cilik, sing tegese bidang c uga dikenal minangka bidang dasar. Ana rong jinis utama dislokasi ing kristal. Nalika garis dislokasi tegak lurus karo bidang dasar, kristal kasebut entuk dislokasi saka kristal wiji menyang kristal sing ditanam epitaxial. Dislokasi kasebut dikenal minangka dislokasi penetrating lan bisa dikategorikake dadi dislokasi pinggiran benang (TED) lan dislokasi skru ulir (TSD) adhedhasar orientasi vektor Bernoulli menyang garis dislokasi. Dislokasi, ing ngendi garis dislokasi lan vektor Brönsted ana ing bidang dasar, diarani dislokasi bidang dasar (BPD). Kristal SiC uga bisa duwe dislokasi komposit, sing minangka kombinasi saka dislokasi ing ndhuwur.

1. TED&TSD

Loro-lorone threaded dislocations (TSDs) lan threaded edge dislocations (TEDs) mlaku ing sadawane [0001] sumbu wutah kanthi vektor Burgers beda <0001> lan 1/3<11-20>, mungguh.

Loro-lorone TSD lan TED bisa ngluwihi saka substrat menyang permukaan wafer lan ngasilake fitur lumahing cilik kaya pit. Biasane, kapadhetan TED kira-kira 8.000-10.000 1/cm2, sing meh 10 kaping TSD.

Sajrone proses pertumbuhan epitaxial SiC, TSD ngluwihi saka substrat menyang lapisan epitaxial saka TSD sing diperluas bisa dadi cacat liyane ing bidang substrat lan nyebar ing sadawane sumbu pertumbuhan.

Wis ditampilake yen sajrone wutah epitaxial SiC, TSD diowahi dadi fault lapisan tumpukan (SF) utawa cacat wortel ing bidang substrat, dene TED ing lapisan epitaxial ditampilake diowahi saka BPD sing diwarisake saka substrat sajrone pertumbuhan epitaxial.

2. BPD

Basal plane dislocations (BPDs), sing dumunung ing [0001] bidang kristal SiC, nduweni vektor Burgers 1/3 <11-20>.

BPD arang katon ing permukaan wafer SiC. Iki biasane klempakan ing substrat ing Kapadhetan 1500 1/cm2, nalika Kapadhetan ing lapisan epitaxial mung bab 10 1/cm2.

Dimangerteni manawa kapadhetan BPD nyuda kanthi nambah kekandelan substrat SiC. Nalika diteliti nggunakake photoluminescence (PL), BPD nuduhake fitur linear. Sajrone proses wutah epitaxial SiC, BPD lengkap bisa diowahi dadi SF utawa TED.

Saka ndhuwur, bisa dingerteni manawa ana cacat ing wafer substrat SiC. Cacat kasebut bisa diwarisake ing pertumbuhan epitaxial film tipis, sing bisa nyebabake karusakan fatal ing piranti SiC. Iki bisa nyebabake mundhut kaluwihan SiC kayata lapangan rusak dhuwur, voltase mbalikke dhuwur, lan arus bocor sing sithik. Salajengipun, iki bisa nyuda tingkat kualifikasi produk lan nyebabake alangan gedhe kanggo industrialisasi SiC amarga nyuda linuwih.