SiC স্ফটিক মধ্যে স্থানচ্যুতি

SiC সাবস্ট্রেটের মাইক্রোস্কোপিক ত্রুটি থাকতে পারে, যেমন থ্রেডিং স্ক্রু ডিসলোকেশন (TSD), থ্রেডিং এজ ডিসলোকেশন (TED), বেস প্লেন ডিসলোকেশন (BPD) এবং অন্যান্য। এই ত্রুটিগুলি পারমাণবিক স্তরে পরমাণুর বিন্যাসে বিচ্যুতির কারণে ঘটে।

SiC স্ফটিকগুলি সাধারণত এমনভাবে বৃদ্ধি পায় যা সি-অক্ষের সমান্তরালে বা এটির সাথে একটি ছোট কোণে প্রসারিত হয়, যার অর্থ সি-প্লেনটি বেস প্লেন হিসাবেও পরিচিত। স্ফটিকের দুটি প্রধান ধরণের স্থানচ্যুতি রয়েছে। যখন স্থানচ্যুতি রেখা বেস সমতলে লম্ব হয়, তখন ক্রিস্টাল বীজ ক্রিস্টাল থেকে এপিটাক্সিয়াল গ্রোন স্ফটিকের মধ্যে স্থানচ্যুতি উত্তরাধিকার সূত্রে প্রাপ্ত হয়। এই স্থানচ্যুতিগুলি অনুপ্রবেশকারী স্থানচ্যুতি হিসাবে পরিচিত এবং স্থানচ্যুতি লাইনে বার্নৌলি ভেক্টরের অভিযোজনের উপর ভিত্তি করে থ্রেডিং এজ ডিসলোকেশন (টিইডি) এবং থ্রেডিং স্ক্রু ডিসলোকেশন (টিএসডি) এ শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। স্থানচ্যুতি, যেখানে স্থানচ্যুতি রেখা এবং ব্রনস্টেড ভেক্টর উভয়ই বেস প্লেনে থাকে, তাকে বেস প্লেন ডিসলোকেশন (BPD) বলে। SiC স্ফটিকগুলিতেও যৌগিক স্থানচ্যুতি থাকতে পারে, যা উপরের স্থানচ্যুতিগুলির সংমিশ্রণ।

1. TED & TSD

উভয় থ্রেডেড ডিসলোকেশন (TSDs) এবং থ্রেডেড এজ ডিসলোকেশন (TEDs) যথাক্রমে <0001> এবং 1/3<11-20> এর বিভিন্ন বার্গার ভেক্টরের সাথে [0001] বৃদ্ধির অক্ষ বরাবর চলে।

TSD এবং TED উভয়ই সাবস্ট্রেট থেকে ওয়েফার পৃষ্ঠ পর্যন্ত প্রসারিত হতে পারে এবং ছোট পিটের মতো পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলি তৈরি করতে পারে। সাধারণত, TED-এর ঘনত্ব প্রায় 8,000-10,000 1/cm2, যা TSD-এর প্রায় 10 গুণ।

SiC এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধি প্রক্রিয়া চলাকালীন, TSD সাবস্ট্রেট থেকে বর্ধিত TSD এর এপিটাক্সিয়াল স্তর পর্যন্ত প্রসারিত হয় এবং সাবস্ট্রেট সমতলে অন্যান্য ত্রুটিতে রূপান্তরিত হতে পারে এবং বৃদ্ধির অক্ষ বরাবর প্রচারিত হতে পারে।

It has been shown that during SiC epitaxial growth, TSD is transformed into stacking layer faults (SF) or carrot defects on the substrate plane, while TED in the epitaxial layer is shown to be transformed from BPD inherited from the substrate during epitaxial growth.

2. বিপিডি

বেসাল প্লেন ডিসলোকেশন (BPDs), যা SiC ক্রিস্টালের [0001] সমতলে অবস্থিত, এর একটি Burgers ভেক্টর রয়েছে 1/3 <11-20>।

BPDs খুব কমই SiC ওয়েফারের পৃষ্ঠে উপস্থিত হয়। এগুলি সাধারণত 1500 1/cm2 ঘনত্বে সাবস্ট্রেটের উপর কেন্দ্রীভূত হয়, যখন এপিটাক্সিয়াল স্তরে তাদের ঘনত্ব প্রায় 10 1/cm2।

এটা বোঝা যায় যে SIC সাবস্ট্রেটের ক্রমবর্ধমান বেধের সাথে BPD-এর ঘনত্ব হ্রাস পায়। ফটোলুমিনেসেন্স (পিএল) ব্যবহার করে পরীক্ষা করা হলে, বিপিডিগুলি রৈখিক বৈশিষ্ট্যগুলি দেখায়। SiC এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধি প্রক্রিয়া চলাকালীন, বর্ধিত BPD SF বা TED তে রূপান্তরিত হতে পারে।

উপরের থেকে, এটি স্পষ্ট যে সিসি সাবস্ট্রেট ওয়েফারে ত্রুটিগুলি উপস্থিত রয়েছে। এই ত্রুটিগুলি পাতলা ফিল্মগুলির এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধিতে উত্তরাধিকারসূত্রে পাওয়া যেতে পারে, যা SiC ডিভাইসের মারাত্মক ক্ষতি করতে পারে। এটি একটি উচ্চ ব্রেকডাউন ক্ষেত্র, উচ্চ বিপরীত ভোল্টেজ এবং কম লিকেজ কারেন্টের মতো SiC-এর সুবিধাগুলি হারাতে পারে। অধিকন্তু, এটি পণ্যের যোগ্যতার হার কমাতে পারে এবং নির্ভরযোগ্যতা হ্রাসের কারণে SiC-এর শিল্পায়নে বিশাল বাধা সৃষ্টি করতে পারে।