SiC படிகங்களில் இடப்பெயர்வு

SiC அடி மூலக்கூறு த்ரெடிங் ஸ்க்ரூ டிஸ்லோகேஷன் (TSD), த்ரெடிங் எட்ஜ் டிஸ்லோகேஷன் (TED), பேஸ் பிளேன் டிஸ்லோகேஷன் (BPD) மற்றும் பிற நுண்ணிய குறைபாடுகளைக் கொண்டிருக்கலாம். இந்த குறைபாடுகள் அணு மட்டத்தில் அணுக்களின் அமைப்பில் ஏற்படும் விலகல்களால் ஏற்படுகின்றன.

SiC படிகங்கள் பொதுவாக சி-அச்சுக்கு இணையாக அல்லது அதனுடன் ஒரு சிறிய கோணத்தில் விரிவடையும் வகையில் வளரும், அதாவது சி-பிளேன் அடிப்படை விமானம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. படிகத்தில் இரண்டு முக்கிய வகையான இடப்பெயர்வுகள் உள்ளன. இடப்பெயர்வுக் கோடு அடிப்படைத் தளத்திற்குச் செங்குத்தாக இருக்கும்போது, ​​படிகமானது விதைப் படிகத்திலிருந்து எபிடாக்சியல் வளர்ந்த படிகமாக இடப்பெயர்வுகளைப் பெறுகிறது. இந்த இடப்பெயர்வுகள் ஊடுருவும் இடப்பெயர்வுகள் என அழைக்கப்படுகின்றன, மேலும் பெர்னௌல்லி திசையன் டிஸ்லோகேஷன் லைன் நோக்கிய நோக்குநிலையின் அடிப்படையில் த்ரெடிங் எட்ஜ் டிஸ்லோகேஷன்ஸ் (TED) மற்றும் த்ரெடிங் ஸ்க்ரூ டிஸ்லோகேஷன்ஸ் (TSD) என வகைப்படுத்தலாம். இடப்பெயர்வு கோடுகள் மற்றும் ப்ரான்ஸ்டெட் திசையன்கள் இரண்டும் அடிப்படை விமானத்தில் இருக்கும் இடப்பெயர்வுகள், அடிப்படை விமான இடப்பெயர்வுகள் (BPD) என்று அழைக்கப்படுகின்றன. SiC படிகங்கள் கூட்டு இடப்பெயர்வுகளையும் கொண்டிருக்கலாம், அவை மேலே உள்ள இடப்பெயர்வுகளின் கலவையாகும்.

1. TED&TSD

திரிக்கப்பட்ட இடப்பெயர்வுகள் (TSDகள்) மற்றும் திரிக்கப்பட்ட விளிம்பு இடப்பெயர்வுகள் (TEDகள்) இரண்டும் முறையே <0001> மற்றும் 1/3<11-20> இன் வெவ்வேறு பர்கர் திசையன்களுடன் [0001] வளர்ச்சி அச்சில் இயங்குகின்றன.

TSDகள் மற்றும் TEDகள் இரண்டும் அடி மூலக்கூறிலிருந்து செதில் மேற்பரப்பு வரை நீட்டிக்கப்பட்டு சிறிய குழி போன்ற மேற்பரப்பு அம்சங்களை உருவாக்கலாம். பொதுவாக, TED களின் அடர்த்தி சுமார் 8,000-10,000 1/cm2 ஆகும், இது TSDகளை விட 10 மடங்கு அதிகமாகும்.

SiC எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி செயல்பாட்டின் போது, ​​TSD அடி மூலக்கூறில் இருந்து நீட்டிக்கப்பட்ட TSD இன் எபிடாக்சியல் அடுக்கு வரை விரிவடைகிறது, அடி மூலக்கூறு விமானத்தில் மற்ற குறைபாடுகளாக மாறலாம் மற்றும் வளர்ச்சி அச்சில் பரவலாம்.

SiC எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியின் போது, ​​TSD அடி மூலக்கூறு விமானத்தில் அடுக்கி வைக்கும் அடுக்கு தவறுகளாக (SF) அல்லது கேரட் குறைபாடுகளாக மாற்றப்படுகிறது, அதே சமயம் எபிடாக்சியல் லேயரில் உள்ள TED ஆனது எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியின் போது அடி மூலக்கூறிலிருந்து பெறப்பட்ட BPD இலிருந்து மாற்றப்படுவதாகக் காட்டப்படுகிறது.

2. BPD

SiC படிகங்களின் [0001] விமானத்தில் அமைந்துள்ள பாசல் பிளேன் டிஸ்லோகேஷன்ஸ் (BPDs), பர்கர்கள் திசையன் 1/3 <11-20>.

பிபிடிகள் SiC செதில்களின் மேற்பரப்பில் அரிதாகவே தோன்றும். இவை பொதுவாக 1500 1/cm2 அடர்த்தியில் அடி மூலக்கூறில் குவிந்திருக்கும், அதே சமயம் எபிடாக்சியல் அடுக்கில் அவற்றின் அடர்த்தி 10 1/cm2 மட்டுமே இருக்கும்.

SiC அடி மூலக்கூறின் தடிமன் அதிகரிக்கும் போது BPD களின் அடர்த்தி குறைகிறது என்பது புரிந்து கொள்ளப்படுகிறது. ஃபோட்டோலுமினென்சென்ஸ் (PL) ஐப் பயன்படுத்தி ஆராயும்போது, ​​BPDகள் நேரியல் அம்சங்களைக் காட்டுகின்றன. SiC எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி செயல்முறையின் போது, ​​நீட்டிக்கப்பட்ட BPD SF அல்லது TED ஆக மாற்றப்படலாம்.

மேலே இருந்து, SiC அடி மூலக்கூறு செதில் குறைபாடுகள் இருப்பது தெளிவாகிறது. இந்த குறைபாடுகள் மெல்லிய படங்களின் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியில் மரபுரிமையாக இருக்கலாம், இது SiC சாதனத்திற்கு ஆபத்தான சேதத்தை ஏற்படுத்தும். இது உயர் முறிவு புலம், உயர் தலைகீழ் மின்னழுத்தம் மற்றும் குறைந்த கசிவு மின்னோட்டம் போன்ற SiC இன் நன்மைகளை இழக்க வழிவகுக்கும். மேலும், இது தயாரிப்பின் தகுதி விகிதத்தைக் குறைக்கலாம் மற்றும் நம்பகத்தன்மை குறைவதால் SiC இன் தொழில்மயமாக்கலுக்கு பெரும் தடைகளை ஏற்படுத்தலாம்.