晶圓彎曲的原因和數學模型

在薄膜中的應力常常導致從外延的生長過程，並從熱膨脹系數（TEC）匹配在兩個金屬有機物化學氣相沉積和氫化物氣相外延的前生長流程。例如，典型地觀察到的應力是由熱應力在後的生長過程，這通常被認為帶來的缺陷或損壞膜，例如，位錯，屈曲為主，而開裂。通常裂縫延伸到主拉應力薄脆層內，並與氮化鎵/藍寶石的界面交互。由於在氮化鎵薄膜和藍寶石之間的TECs的失配，會發生晶圓彎曲時的氮化鎵薄膜是由藍寶石冷卻後機械地約束。熱應力，晶片的彎曲，和開裂是阻礙的大面積的氮化鎵襯底的生產和氮化鎵薄膜中的應用的主要缺點。晶片彎曲和應力集中顯著不僅影響了器件的機械性能，而且其光，電和磁性質。因此，降低晶圓彎曲和應力集中在氮化鎵薄膜是非常重要的。據所知，有沒有可行的方法來降低氮化鎵晶圓彎曲和晶圓彎曲幾篇論文已經發表。

當氮化鎵時使用MOCVD生長在藍寶石襯底上，彎曲將發生在外延片。有三個主要因素的晶圓彎曲。一個是外延晶片的上下界面之間的溫度差。下表面溫度比上表面的高，以使下表面的膨脹可以是比該上表面的直徑，使得外延片凹面。另一個是藍寶石襯底和外延材料，這使得從拉伸和壓縮應力的藍寶石遭受並產生凹面或凸面彎曲之間的晶格失配。三是外延材料與藍寶石基板，主要發生在驟升或外界溫度的突然下降的情況下之間的熱失配。


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