ত্রিভুজাকার ত্রুটি
ত্রিভুজাকার ত্রুটিগুলি SiC এপিটাক্সিয়াল স্তরগুলির সবচেয়ে মারাত্মক আকারগত ত্রুটি। প্রচুর সংখ্যক সাহিত্য প্রতিবেদনে দেখানো হয়েছে যে ত্রিভুজাকার ত্রুটিগুলির গঠন 3C স্ফটিক ফর্মের সাথে সম্পর্কিত। যাইহোক, বিভিন্ন বৃদ্ধির প্রক্রিয়ার কারণে, এপিটাক্সিয়াল স্তরের পৃষ্ঠে অনেক ত্রিভুজাকার ত্রুটির আকারবিদ্যা বেশ ভিন্ন। এটি মোটামুটি নিম্নলিখিত প্রকারে বিভক্ত করা যেতে পারে:
(1) শীর্ষে বড় কণা সহ ত্রিভুজাকার ত্রুটি রয়েছে
এই ধরনের ত্রিভুজাকার ত্রুটির শীর্ষে একটি বড় গোলাকার কণা থাকে, যা বৃদ্ধি প্রক্রিয়ার সময় পতনশীল বস্তুর কারণে হতে পারে। একটি রুক্ষ পৃষ্ঠ সহ একটি ছোট ত্রিভুজাকার এলাকা এই শীর্ষবিন্দু থেকে নীচের দিকে লক্ষ্য করা যায়। এটি এই কারণে যে এপিটাক্সিয়াল প্রক্রিয়া চলাকালীন, ত্রিভুজাকার অঞ্চলে দুটি ভিন্ন 3C-SiC স্তরগুলি ধারাবাহিকভাবে গঠিত হয়, যার মধ্যে প্রথম স্তরটি ইন্টারফেসে নিউক্লিয়েট হয় এবং 4H-SiC ধাপের প্রবাহের মাধ্যমে বৃদ্ধি পায়। এপিটাক্সিয়াল স্তরের বেধ বাড়ার সাথে সাথে 3C পলিটাইপের দ্বিতীয় স্তরটি নিউক্লিয়েট করে এবং ছোট ত্রিভুজাকার গর্তে বৃদ্ধি পায়, কিন্তু 4H বৃদ্ধির ধাপটি সম্পূর্ণরূপে 3C পলিটাইপ এলাকাকে ঢেকে দেয় না, 3C-SiC-এর V-আকৃতির খাঁজ এলাকাটিকে এখনও স্পষ্ট করে তোলে। দৃশ্যমান
(2) উপরের দিকে ছোট কণা এবং রুক্ষ পৃষ্ঠের সাথে ত্রিভুজাকার ত্রুটি রয়েছে
এই ধরনের ত্রিভুজাকার ত্রুটির শীর্ষে থাকা কণাগুলি অনেক ছোট, যেমনটি চিত্র 4.2-এ দেখানো হয়েছে। এবং বেশিরভাগ ত্রিভুজাকার এলাকা 4H-SiC এর ধাপ প্রবাহ দ্বারা আচ্ছাদিত, অর্থাৎ, সম্পূর্ণ 3C-SiC স্তরটি সম্পূর্ণরূপে 4H-SiC স্তরের অধীনে এমবেড করা হয়েছে। ত্রিভুজাকার ত্রুটিযুক্ত পৃষ্ঠে শুধুমাত্র 4H-SiC-এর বৃদ্ধির ধাপগুলি দেখা যায়, তবে এই ধাপগুলি প্রচলিত 4H স্ফটিক বৃদ্ধির ধাপগুলির চেয়ে অনেক বড়।
(3) মসৃণ পৃষ্ঠের সাথে ত্রিভুজাকার ত্রুটি
এই ধরনের ত্রিভুজাকার ত্রুটির একটি মসৃণ পৃষ্ঠের রূপবিদ্যা রয়েছে, যেমনটি চিত্র 4.3-এ দেখানো হয়েছে। এই ধরনের ত্রিভুজাকার ত্রুটিগুলির জন্য, 3C-SiC স্তরটি 4H-SiC এর ধাপ প্রবাহ দ্বারা আচ্ছাদিত হয় এবং পৃষ্ঠের উপর 4H স্ফটিক আকার সূক্ষ্ম এবং মসৃণ হয়।
এপিটাক্সিয়াল পিট ত্রুটি
এপিটাক্সিয়াল পিট (পিট) হল সবচেয়ে সাধারণ সারফেস মর্ফোলজি ত্রুটিগুলির মধ্যে একটি, এবং তাদের সাধারণ পৃষ্ঠের আকারবিদ্যা এবং কাঠামোগত রূপরেখা চিত্র 4.4 এ দেখানো হয়েছে। ডিভাইসের পিছনে KOH এচিং করার পরে থ্রেডিং ডিসলোকেশন (TD) জারা পিটগুলির অবস্থান ডিভাইস তৈরির আগে এপিটাক্সিয়াল পিটগুলির অবস্থানের সাথে একটি স্পষ্ট সঙ্গতি রয়েছে, যা নির্দেশ করে যে এপিটাক্সিয়াল পিট ত্রুটিগুলির গঠন থ্রেডিং ডিসলোকেশনের সাথে সম্পর্কিত।
গাজরের ত্রুটি
গাজরের ত্রুটিগুলি 4H-SiC এপিটাক্সিয়াল স্তরগুলির একটি সাধারণ পৃষ্ঠের ত্রুটি, এবং তাদের সাধারণ রূপবিদ্যা চিত্র 4.5-এ দেখানো হয়েছে। গাজরের ত্রুটিটি ধাপের মতো স্থানচ্যুতি দ্বারা সংযুক্ত বেসাল সমতলে অবস্থিত ফ্রাঙ্কোনিয়ান এবং প্রিজম্যাটিক স্ট্যাকিং ফল্টগুলির ছেদ দ্বারা গঠিত বলে জানা গেছে। এটাও জানা গেছে যে গাজরের ত্রুটির গঠনটি সাবস্ট্রেটে টিএসডির সাথে সম্পর্কিত। Tsuchida H. et al. দেখা গেছে যে এপিটাক্সিয়াল স্তরে গাজরের ত্রুটির ঘনত্ব সাবস্ট্রেটে টিএসডির ঘনত্বের সমানুপাতিক। এবং এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধির আগে এবং পরে পৃষ্ঠের আকারবিদ্যা চিত্রগুলির তুলনা করে, সমস্ত পর্যবেক্ষণ করা গাজরের ত্রুটিগুলি সাবস্ট্রেটে টিএসডি-এর সাথে মিলে যায়। Wu H. et al. গাজরের ত্রুটিগুলি 3C স্ফটিক ফর্ম ধারণ করে না, কিন্তু শুধুমাত্র 4H-SiC পলিটাইপ ধারণ করে তা খুঁজে বের করার জন্য রামন স্ক্যাটারিং পরীক্ষার বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে।
MOSFET ডিভাইসের বৈশিষ্ট্যের উপর ত্রিভুজাকার ত্রুটির প্রভাব
চিত্র 4.7 হল ত্রিভুজাকার ত্রুটিযুক্ত একটি ডিভাইসের পাঁচটি বৈশিষ্ট্যের পরিসংখ্যানগত বন্টনের একটি হিস্টোগ্রাম। নীল বিন্দুযুক্ত রেখাটি ডিভাইসের বৈশিষ্ট্যগত অবনতির জন্য বিভাজক রেখা, এবং লাল বিন্দুযুক্ত রেখাটি ডিভাইসের ব্যর্থতার জন্য বিভাজক রেখা। ডিভাইসের ব্যর্থতার জন্য, ত্রিভুজাকার ত্রুটিগুলির একটি দুর্দান্ত প্রভাব রয়েছে এবং ব্যর্থতার হার 93% এর বেশি। এটি প্রধানত ডিভাইসগুলির বিপরীত ফুটো বৈশিষ্ট্যের উপর ত্রিভুজাকার ত্রুটিগুলির প্রভাবকে দায়ী করা হয়। ত্রিভুজাকার ত্রুটিযুক্ত ডিভাইসগুলির 93% পর্যন্ত উল্লেখযোগ্যভাবে বিপরীত ফুটো বৃদ্ধি পেয়েছে। উপরন্তু, ত্রিভুজাকার ত্রুটিগুলি 60% এর অবক্ষয় হার সহ গেট ফুটো বৈশিষ্ট্যের উপর গুরুতর প্রভাব ফেলে। সারণী 4.2-এ দেখানো হয়েছে, থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজের অবক্ষয় এবং বডি ডায়োডের বৈশিষ্ট্যগত অবনতির জন্য, ত্রিভুজাকার ত্রুটির প্রভাব ছোট, এবং অবনতির অনুপাত যথাক্রমে 26% এবং 33%। অন-প্রতিরোধের বৃদ্ধি ঘটার ক্ষেত্রে, ত্রিভুজাকার ত্রুটির প্রভাব দুর্বল, এবং অবনতি অনুপাত প্রায় 33%।
MOSFET ডিভাইসের বৈশিষ্ট্যগুলিতে এপিটাক্সিয়াল পিট ত্রুটির প্রভাব
চিত্র 4.8 হল এপিটাক্সিয়াল পিট ত্রুটিযুক্ত একটি ডিভাইসের পাঁচটি বৈশিষ্ট্যের পরিসংখ্যানগত বন্টনের একটি হিস্টোগ্রাম। নীল বিন্দুযুক্ত রেখাটি ডিভাইসের বৈশিষ্ট্যগত অবনতির জন্য বিভাজক রেখা, এবং লাল বিন্দুযুক্ত রেখাটি ডিভাইসের ব্যর্থতার জন্য বিভাজক রেখা। এটি থেকে দেখা যায় যে SiC MOSFET নমুনায় এপিটাক্সিয়াল পিট ত্রুটিযুক্ত ডিভাইসের সংখ্যা ত্রিভুজাকার ত্রুটিযুক্ত ডিভাইসের সংখ্যার সমতুল্য। ডিভাইসের বৈশিষ্ট্যগুলিতে এপিটাক্সিয়াল পিট ত্রুটিগুলির প্রভাব ত্রিভুজাকার ত্রুটিগুলির থেকে আলাদা। ডিভাইসের ব্যর্থতার পরিপ্রেক্ষিতে, এপিটাক্সিয়াল পিট ত্রুটিযুক্ত ডিভাইসগুলির ব্যর্থতার হার মাত্র 47%। ত্রিভুজাকার ত্রুটিগুলির সাথে তুলনা করে, ডিভাইসের বিপরীত ফুটো বৈশিষ্ট্য এবং গেট ফুটো বৈশিষ্ট্যের উপর এপিটাক্সিয়াল পিট ত্রুটিগুলির প্রভাব উল্লেখযোগ্যভাবে দুর্বল হয়ে পড়েছে, যার অবক্ষয় অনুপাত যথাক্রমে 53% এবং 38%, সারণি 4.3 এ দেখানো হয়েছে। অন্যদিকে, থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ বৈশিষ্ট্য, বডি ডায়োড পরিবাহী বৈশিষ্ট্য এবং অন-প্রতিরোধের উপর এপিটাক্সিয়াল পিট ত্রুটির প্রভাব ত্রিভুজাকার ত্রুটিগুলির চেয়ে বেশি, অবনতি অনুপাত 38% এ পৌঁছেছে।
সাধারণভাবে, দুটি রূপগত ত্রুটি, যথা ত্রিভুজ এবং এপিটাক্সিয়াল পিট, এসআইসি এমওএসএফইটি ডিভাইসগুলির ব্যর্থতা এবং চরিত্রগত অবক্ষয়ের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। ত্রিভুজাকার ত্রুটির অস্তিত্ব সবচেয়ে মারাত্মক, ব্যর্থতার হার 93% পর্যন্ত, প্রধানত ডিভাইসের বিপরীত ফুটোতে উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি হিসাবে উদ্ভাসিত। এপিটাক্সিয়াল পিট ত্রুটিযুক্ত ডিভাইসগুলির ব্যর্থতার হার 47% কম ছিল। যাইহোক, এপিটাক্সিয়াল পিট ত্রুটিগুলি ত্রিভুজাকার ত্রুটিগুলির তুলনায় ডিভাইসের থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ, বডি ডায়োড পরিবাহী বৈশিষ্ট্য এবং অন-প্রতিরোধের উপর বেশি প্রভাব ফেলে।
পোস্টের সময়: এপ্রিল-16-2024