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5-4-4-2 sic contrôle de polytype de croissance épitaxiale

Technologie 5.silicon de carbure

5-4-4-2 sic contrôle de polytype de croissance épitaxiale

2018-01-08

La croissance homoépitaxiale, par laquelle le polytype de l'épilateur sic correspond au polytype du substrat sic, est réalisée par épitaxie \"contrôlée par l'étape\". L'épitaxie par étapes est basée sur des épilayeuses en croissance sur une plaquette sic polie selon un angle (appelé «angle d'inclinaison» ou «angle hors axe») de 3 ° -8 ° par rapport au plan de base (0 0 0 1) , résultant en une surface avec des marches atomiques et des terrasses plates relativement longues entre les marches. Lorsque les conditions de croissance sont correctement contrôlées et qu'il y a une distance suffisamment courte entre les pas, les adatomes si et c qui frappent la surface de croissance trouvent leur chemin vers les élévateurs, où ils se lient et s'incorporent dans le cristal. il se produit ainsi une croissance latérale ordonnée qui permet à la séquence d'empilement polytypique du substrat d'être exactement reflétée dans la couche épitaxiale en croissance. gaufrettes sic coupées avec des orientations de surface non conventionnelles telles que ( ) et ( ) , fournissent une géométrie de surface favorable pour que les épilayeurs héritent de la séquence d'empilement (c'est-à-dire du polytype) par l'intermédiaire d'un écoulement par étapes provenant du substrat.


lorsque les conditions de croissance ne sont pas correctement contrôlées lorsque les marches sont trop éloignées, comme cela peut se produire avec des surfaces de substrats mal préparées qui sont polies à moins de 1 ° du plan basal (0 0 0 1), les îlots de croissance se fondre et se lier au milieu des terrasses au lieu des marches. La nucléation insulaire incontrôlée (également appelée nucléation de la terrasse) sur les surfaces de sic conduit à une croissance hétéroépitaxiale de 3c-sic de mauvaise qualité. Pour aider à prévenir la nucléation parasite de 3c-sic au cours de la croissance épitaxiale, la plupart des substrats commerciaux 4h et 6h-sic sont polis à des angles d'inclinaison respectifs de 8 ° et 3,5 ° par rapport au plan basal (0 0 0). à ce jour, tous les composants électroniques commerciaux reposent sur des couches homoépitaxiales qui sont cultivées sur ces plaquettes sic (0 0 0 1) préparées sur l'axe c \"hors axe\".


l'élimination correcte de la contamination de surface résiduelle et les défauts laissés par le processus de coupe et de polissage de la plaquette sont également vitaux pour obtenir des épilâcheurs sic de haute qualité avec des défauts de dislocation minimaux. techniques utilisées pour mieux préparer la surface de la plaquette sic avant la croissance épitaxiale vont de la gravure sèche au polissage chimico-mécanique (cmp). lorsque la plaquette est chauffée dans une chambre de croissance en préparation de l'initiation de la croissance épilaire, une gravure gazeuse de précroissance in situ à haute température (typiquement en utilisant h2 et / ou hcl) est habituellement réalisée pour éliminer davantage la contamination de surface et les défauts. Il convient de noter que le traitement de pré-croissance optimisé permet une croissance à flux progressif d'homocéphales de haute qualité même lorsque l'angle d'inclinaison du substrat est réduit à \u003c0,1 ° du plan de base (0 0 0 1). dans ce cas, des dislocations de vis axiales sont nécessaires pour fournir un gabarit en spirale continu des étapes nécessaires pour développer des épilayeurs dans le \u0026 lt; 0 0 0 1 \u0026 gt; direction tout en conservant le polytype hexagonal du substrat.

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