단계 성장은 실리콘 카바이드 결함을 어떻게 줄입니까?

단계 성장은 실리콘 카바이드 결함을 어떻게 줄입니까?

단계적 성장이 실리콘 카바이드 결함을 감소시킨다는 주제를 이야기할 때, 실리콘 카바이드의 성장 과정을 논의할 필요가 있습니다.탄화 규소 단결정. PVT 또는 HTCVD 방법에 의한 탄화규소 단결정의 성장 과정에는 기체-고체 상전이가 포함됩니다. 따라서 성장에는 섬 성장(Volmer-Weber, VW), 계층적 성장(Frankvander-Merwe, FM), 혼합 성장(Stranski-Krasannov, SK)이라는 3가지 모드가 있습니다.

왜 성장 모드가 3가지인가요? 그 이유는 퇴적된 가스 원자와 퇴적된 가스 원자의 역할, 그리고 퇴적된 가스 원자와 기질 원자의 역할이라는 두 가지 효과의 균형 때문입니다.

  1. 섬성장: 퇴적원자와 기질원자의 역할 <퇴적원자와 퇴적원자의 역할;
  2. 층상성장: 퇴적원자와 기질원자의 역할> 퇴적원자와 퇴적원자의 역할;
  3. 혼합 성장: 첫 번째 레이어 성장, 그 다음 아일랜드 성장.

성장 모드는 아래 그림과 같습니다.

성장 모드

섬 성장은 4H-SiC 위에 3C-SiC를 성장시키기 쉽습니다. 실리콘 카바이드의 결함을 방지하기 위해서는 층상 성장으로 성장을 제어해야 합니다. 그러나 순수한 탄소-실리콘 이중층은 혼합 성장을 겪게 됩니다. 처음에는 층상 성장을 하더라도 나중에 다른 유형의 탄화규소 단결정에서 결함이 성장하기 시작합니다.

그 이유는 미시적으로 분석할 수 있는데, 증착된 가스 원자를 육면체로 간주하면 기판 조각의 표면은 접촉면 수에 따라 테라스, 계단 및 꼬임으로 구분됩니다. 세 가지 모두 TLK 구조라고 합니다.

  1. 메사와 증착된 원자 사이의 접촉 표면은 1입니다.
  2. 단차와 증착된 원자 사이의 접촉 표면은 2입니다.
  3. 꼬임과 증착된 원자 사이의 접촉 표면은 3입니다.

단차의 접촉면은 메사보다 더 크고, 증착된 원자와 기판 원자의 효과가 더 강합니다. 이렇게 하면 증착된 원자와 기판 원자의 역할> 증착된 원자와 증착된 원자의 역할을 구현할 수 있다. 따라서 일반적으로 단결정을 일정한 오프각(off-angle)으로 절단하여 오프각(off-angle)을 갖는 기판이나 종결정을 얻으므로 메사가 단차가 된다.

Step-controlled epitaxy growth of silicon carbide: Use a substrate with an off-angle to the (0001) plane to build more steps, reducing the silicon carbide defects, such as mesa and prevent spontaneous nucleation, then further prevent the formation of 3C-SiC.

Step Flow Growth Model for Describing Silicon Carbide Defects

Fig. (a) Two-dimensional growth model of 3C-SiC

Fig. (b) 4H-SiC Homoepitaxial Step Flow Growth Model

3C-SiC nucleation will still occur on low-off-angle substrates with a deviation of 4° and below, resulting in triangular defects. Triangular defect = two basal plane dislocations + stacking faults, two basal plane dislocations extend into a hypotenuse, and the middle is a stacking fault, which is easy to directly collapse. To avoid silicon carbide defects, it needs to control temperature, air flow and other conditions.

자세한 내용은 이메일로 문의해 주세요.victorchan@powerwaywafer.compowerwaymaterial@gmail.com.

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