Is modh é ionchlannú ian chun méid áirithe agus cineál neamhíonachtaí a chur isteach in ábhair leathsheoltóra chun a n-airíonna leictreacha a athrú. Is féidir méid agus dáileadh na n-eisíontas a rialú go beacht.
Cuid 1
Cén fáth a úsáid próiseas ionchlannú ian
I monarú feistí leathsheoltóra cumhachta, an réigiún P/N dópáil traidisiúntasliseog sileacainis féidir a bhaint amach trí idirleathadh. Mar sin féin, tairiseach idirleathadh na n-adamh eisíontas ichomhdhúile sileacainthar a bheith íseal, mar sin tá sé neamhréadúil dópáil roghnaíoch a bhaint amach trí phróiseas idirleata, mar a thaispeántar i bhFíor 1. Ar an láimh eile, tá na coinníollacha teochta ionchlannú ian níos ísle ná iad siúd a bhaineann le próiseas idirleata, agus is féidir dáileadh dópála níos solúbtha agus níos cruinne a fhoirmiú.
Fíor 1 Comparáid idir teicneolaíochtaí dópála idirleata agus ionchlannú ian in ábhair chomhdhúile sileacain
Cuid 2
Conas a bhaint amachchomhdhúile sileacainionchlannú ian
Is éard atá sa ghnáth-threalamh ionchlannú ian ard-fhuinnimh a úsáidtear i bpróiseas déantúsaíochta próiseas chomhdhúile sileacain den chuid is mó ná foinse ian, plasma, comhpháirteanna asaithe, maighnéid anailíseacha, bíomaí ian, feadáin luasghéaraithe, seomraí próisis, agus dioscaí scanadh, mar a thaispeántar i bhFíor 2.
Fíor 2 Léaráid scéimreach de threalamh ionchlannaithe ian ardfhuinnimh chomhdhúile sileacain
(Foinse: “Teicneolaíocht Déantúsaíochta Leathsheoltóra”)
De ghnáth déantar ionchlannú ian SiC ag teocht ard, rud a d'fhéadfadh an damáiste don laitís criostail de bharr bombardú ian a íoslaghdú. Le haghaidhsliseog 4H-SiC, is gnách go mbaintear amach táirgeadh limistéir N-cineál trí iain nítrigine agus fosfair a ionchlannú, agus táirgeadhP-cineáldéantar limistéir a bhaint amach de ghnáth trí hiain alúmanaim agus iain bhóróin a ionchlannú.
Tábla 1. Sampla de dhópáil roghnaíoch i ndéantúsaíocht feistí SiC
(Foinse: Kimoto, Cooper, Bunús na Teicneolaíochta Carbide Sileacain: Fás, Tréithriú, Feistí, agus Feidhmchláir)
Fíor 3 Comparáid idir ionchlannú ian fuinnimh ilchéime agus dáileadh tiúchana dópála dromchla wafer
(Foinse: G.Lulli, Réamhrá don Ionchlannú ian)
D'fhonn tiúchan dópála aonfhoirmeach a bhaint amach sa limistéar ionchlannú ian, de ghnáth úsáideann innealtóirí ionchlannú ian ilchéime chun dáileadh tiúchana foriomlán an limistéir ionchlannú a choigeartú (mar a thaispeántar i bhFíor 3); sa phróiseas déantúsaíochta próiseas iarbhír, trí fhuinneamh ionchlannaithe agus dáileog ionchlannaithe an ionchlannáin ian a choigeartú, is féidir tiúchan dópála agus doimhneacht dópála an limistéir ionchlannú ian a rialú, mar a thaispeántar i bhFíor 4. (a) agus (b); déanann an t-ionchlannán ian ionchlannú ian aonfhoirmeach ar an dromchla wafer trí dhromchla an wafer a scanadh go minic le linn oibriú, mar a thaispeántar i bhFíor 4. (c).
(c) Conair ghluaiseachta an ionchlannáin ian le linn ionchlannú ian
Fíor 4 Le linn an phróisis ionchlannú ian, déantar an tiúchan eisíontais agus an doimhneacht a rialú trí fhuinneamh agus dáileog an ionchlannú ian a choigeartú
III
Próiseas análaithe gníomhachtaithe le haghaidh ionchlannú ian cairbíde sileacain
Is iad an tiúchan, an limistéar dáileacháin, an ráta gníomhachtaithe, lochtanna sa chorp agus ar dhromchla an ionchlannú ian príomh-pharaiméadair an phróisis ionchlannú ian. Tá go leor fachtóirí ann a théann i bhfeidhm ar thorthaí na bparaiméadar seo, lena n-áirítear dáileog ionchlannú, fuinneamh, treoshuíomh criostail an ábhair, teocht ionchlannú, teocht annealing, am annealing, timpeallacht, etc. Murab ionann agus dópáil ionchlannú ian sileacain, tá sé fós deacair a ianú go hiomlán. neamhíonachtaí chomhdhúile sileacain tar éis dópáil ionchlannú ian. Ag glacadh leis an ráta ianaithe glactha alúmanaim sa réigiún neodrach de 4H-SiC mar shampla, ag tiúchan dópála de 1 × 1017cm-3, níl an ráta ianaithe glacadóir ach thart ar 15% ag teocht an tseomra (de ghnáth tá an ráta ianaithe sileacain thart ar 100%). D'fhonn an sprioc a bhaineann le ráta ard gníomhachtaithe agus níos lú lochtanna a bhaint amach, úsáidfear próiseas annealaithe ardteochta tar éis ionchlannú ian chun na lochtanna éagruthacha a ghintear le linn ionchlannú a athchriostalú, ionas go dtiocfaidh na hadaimh ionchlannaithe isteach sa suíomh ionaid agus go gcuirtear i ngníomh iad, mar a thaispeántar. i bhFíor 5. Faoi láthair, tá tuiscint na ndaoine ar mheicníocht an phróisis annealaithe fós teoranta. Tá rialú agus tuiscint dhomhain ar an bpróiseas análaithe ar cheann de na fócasanna taighde ar ionchlannú ian sa todhchaí.
Fíor 5 Léaráid scéimreach den athrú ar an socrú adamhach ar dhromchla an limistéir ionchlannú ian chomhdhúile sileacain roimh agus tar éis anáil ionchlannú ian, áit a bhfuil Vsiis ionann folúntais sileacain, VCis ionann folúntais charbóin, Ciionann adaimh líonadh carbóin, agus Siiseasann adaimh líonadh sileacain
Go ginearálta áirítear annealing gníomhachtaithe ian annealing foirnéise, annealing tapa agus annealing léasair. Mar gheall ar sublimation na n-adamh Si in ábhair SiC, go ginearálta ní théann an teocht annealing thar 1800 ℃; Go ginearálta déantar an t-atmaisféar annealing i gás támh nó i bhfolús. Bíonn iain éagsúla ina gcúis le hionaid lochtanna éagsúla i SiC agus éilíonn siad teochtaí anáil éagsúla. Ón chuid is mó de thorthaí turgnamhacha, is féidir a thabhairt i gcrích dá airde an teocht annealing, is airde an ráta gníomhachtaithe (mar a thaispeántar i bhFíor 6).
Fíor 6 Éifeacht na teochta annealaithe ar an ráta gníomhachtaithe leictreach ionchlannú nítrigine nó fosfair i SiC (ag teocht an tseomra)
(dáileog iomlán ionchlannú 1×1014cm-2)
(Foinse: Kimoto, Cooper, Bunús na Teicneolaíochta Carbide Sileacain: Fás, Tréithriú, Feistí, agus Feidhmchláir)
Déantar an próiseas annealaithe gníomhachtaithe a úsáidtear go coitianta tar éis ionchlannú ian SiC a dhéanamh in atmaisféar Ar ag 1600 ℃ ~ 1700 ℃ chun an dromchla SiC a athchriostalú agus an dopant a ghníomhachtú, rud a fheabhsóidh seoltacht an limistéir dópáilte; roimh annealing, is féidir sraith de scannán carbóin a brataithe ar an dromchla wafer le haghaidh cosanta dromchla a laghdú díghrádú dromchla de bharr dí-asú Si agus imirce adamhach dromchla, mar a thaispeántar i bhFíor 7; tar éis annealing, is féidir an scannán carbóin a bhaint trí ocsaídiú nó creimeadh.
Figiúr 7 Comparáid idir gharbhacht dromchla na sliseog 4H-SiC le nó gan cosaint scannán carbóin faoi theocht anáil 1800 ℃
(Foinse: Kimoto, Cooper, Bunús na Teicneolaíochta Carbide Sileacain: Fás, Tréithriú, Feistí, agus Feidhmchláir)
IV
Tionchar phróiseas ionchlannaithe ian SiC agus gníomhachtú anealaithe
Is cinnte go gcruthóidh ionchlannú ian agus anáil gníomhachtaithe ina dhiaidh sin lochtanna a laghdaíonn feidhmíocht gléas: lochtanna pointe casta, lochtanna cruachta (mar a léirítear i bhFíor 8), díláithriúcháin nua, lochtanna leibhéal fuinnimh éadomhain nó domhain, lúb díláithrithe eitleáin basal agus gluaiseacht dislocations atá ann cheana féin. Ós rud é go gcuirfidh an próiseas bombardú ian ardfhuinnimh strus ar an wafer SiC, méadóidh an próiseas ionchlannú ian ardteochta agus ardfhuinnimh an warpage wafer. Tá na fadhbanna seo tar éis éirí chomh maith leis an treo nach mór a bharrfheabhsú agus staidéar a dhéanamh go práinneach i bpróiseas monaraíochta ionchlannú agus annealaithe ian SiC.
Fíor 8 Léaráid scéimreach den chomparáid idir gnáthsocrú laitíse 4H-SiC agus lochtanna cruachta éagsúla
(Foinse: Nicolὸ Piluso 4H-SiC Lochtanna)
V.
Feabhsú ar phróiseas ionchlannú ian chomhdhúile sileacain
(1) Coinnítear scannán tanaí ocsaíd ar dhromchla an limistéir ionchlannú ian chun an méid damáiste ionchlannaithe de bharr ionchlannú ian ardfhuinnimh a laghdú ar dhromchla an chiseal epitaxial chomhdhúile sileacain, mar a thaispeántar i bhFíor 9. (a) .
(2) Feabhas a chur ar cháilíocht an diosca sprioc sa trealamh ionchlannú ian, ionas go n-oireann an wafer agus an diosca sprioc níos dlúithe, is fearr seoltacht teirmeach an diosca sprice chuig an wafer, agus téann an trealamh cúl an wafer. níos comhionainne, feabhas a chur ar cháilíocht ionchlannú ian ardteochta agus ardfhuinnimh ar sliseoga chomhdhúile sileacain, mar a thaispeántar i bhFíor 9. (b).
(3) An ráta ardú teochta agus aonfhoirmeacht teochta a bharrfheabhsú le linn oibriú an trealaimh annealaithe ardteochta.
Fíor 9 Modhanna chun próiseas ionchlannú ian a fheabhsú
Am postála: Oct-22-2024