Triangular nga depekto
Ang mga triangular nga depekto mao ang labing makamatay nga morphological defect sa SiC epitaxial layers. Daghang mga taho sa literatura ang nagpakita nga ang pagporma sa triangular nga mga depekto adunay kalabotan sa 3C nga kristal nga porma. Bisan pa, tungod sa lainlaing mga mekanismo sa pagtubo, ang morpolohiya sa daghang mga triangular nga depekto sa nawong sa epitaxial layer lahi kaayo. Kini mahimong halos bahinon ngadto sa mosunod nga mga matang:
(1) Adunay mga triangular nga depekto nga adunay dagkong mga partikulo sa ibabaw
Kini nga matang sa triangular nga depekto adunay dako nga spherical nga partikulo sa ibabaw, nga mahimong tungod sa pagkahulog nga mga butang sa panahon sa proseso sa pagtubo. Ang usa ka gamay nga triangular nga lugar nga adunay usa ka bagis nga nawong mahimong maobserbahan paubos gikan niini nga vertex. Kini tungod sa kamatuoran nga sa panahon sa proseso sa epitaxial, duha ka lain-laing mga 3C-SiC mga lut-od ang sunod-sunod nga naporma sa triangular nga dapit, diin ang unang layer mao ang nucleated sa interface ug motubo pinaagi sa 4H-SiC lakang dagan. Samtang ang gibag-on sa epitaxial layer nagdugang, ang ikaduha nga layer sa 3C polytype nucleates ug mitubo sa mas gagmay nga triangular nga mga gahong, apan ang 4H nga lakang sa pagtubo dili hingpit nga naglangkob sa 3C polytype nga dapit, nga naghimo sa V-shaped groove nga dapit sa 3C-SiC sa gihapon tin-aw. makita
(2) Adunay gagmay nga mga partikulo sa ibabaw ug triangular nga mga depekto nga adunay bagis nga nawong
Ang mga partikulo sa mga vertices niini nga matang sa triangular nga depekto mas gamay, sama sa gipakita sa Figure 4.2. Ug ang kadaghanan sa triangular nga lugar gitabonan sa lakang nga dagan sa 4H-SiC, nga mao, ang tibuuk nga 3C-SiC layer hingpit nga na-embed sa ilawom sa 4H-SiC layer. Ang mga lakang sa pagtubo sa 4H-SiC lamang ang makita sa triangular nga depekto nga nawong, apan kini nga mga lakang labi ka dako kaysa sa naandan nga 4H nga mga lakang sa pagtubo sa kristal.
(3) Triangular nga mga depekto nga adunay hamis nga nawong
Kini nga matang sa triangular nga depekto adunay hamis nga morpolohiya sa nawong, sama sa gipakita sa Figure 4.3. Alang sa ingon nga triangular nga mga depekto, ang 3C-SiC layer gitabonan sa lakang nga dagan sa 4H-SiC, ug ang 4H nga kristal nga porma sa ibabaw motubo nga mas maayo ug hapsay.
Mga depekto sa epitaxial pit
Ang mga epitaxial pit (Pits) maoy usa sa kasagarang mga depekto sa surface morphology, ug ang ilang kasagarang surface morphology ug structural outline gipakita sa Figure 4.4. Ang lokasyon sa threading dislocation (TD) corrosion pits nga naobserbahan human sa KOH etching sa likod sa device adunay tin-aw nga sulat sa nahimutangan sa epitaxial pit sa wala pa ang pag-andam sa device, nga nagpakita nga ang pagporma sa epitaxial pit defects adunay kalabutan sa threading dislocations.
mga depekto sa carrot
Ang mga depekto sa carrot usa ka kasagarang depekto sa nawong sa 4H-SiC epitaxial layer, ug ang ilang kasagarang morpolohiya gipakita sa Figure 4.5. Ang depekto sa carrot gikataho nga naporma pinaagi sa intersection sa Franconian ug prismatic stacking faults nga nahimutang sa basal plane nga konektado sa mga step-like dislocations. Gi-report usab nga ang pagporma sa mga depekto sa carrot adunay kalabotan sa TSD sa substrate. Tsuchida H. ug uban pa. nakit-an nga ang densidad sa mga depekto sa carrot sa epitaxial layer kay proporsyonal sa densidad sa TSD sa substrate. Ug pinaagi sa pagtandi sa mga hulagway sa ibabaw nga morphology sa wala pa ug pagkahuman sa pagtubo sa epitaxial, ang tanan nga nakita nga mga depekto sa carrot makit-an nga katumbas sa TSD sa substrate. Wu H. ug uban pa. migamit sa Raman scattering test characterization aron mahibal-an nga ang mga depekto sa carrot wala maglangkob sa 3C nga kristal nga porma, apan ang 4H-SiC polytype lamang.
Epekto sa triangular nga mga depekto sa MOSFET device nga mga kinaiya
Ang Figure 4.7 usa ka histogram sa istatistikal nga pag-apod-apod sa lima ka mga kinaiya sa usa ka aparato nga adunay mga triangular nga depekto. Ang asul nga tuldok nga linya mao ang linya sa pagbahin alang sa pagkadaot sa kinaiya sa aparato, ug ang pula nga tuldok nga linya mao ang linya sa pagbahin alang sa pagkapakyas sa aparato. Alang sa kapakyasan sa aparato, ang triangular nga mga depekto adunay dako nga epekto, ug ang rate sa kapakyasan labaw pa sa 93%. Kini nag-una nga gipahinungod sa impluwensya sa triangular nga mga depekto sa reverse leakage nga mga kinaiya sa mga himan. Hangtud sa 93% sa mga aparato nga adunay mga triangular nga mga depekto ang labi nga nadugangan ang reverse leakage. Dugang pa, ang triangular nga mga depekto usab adunay usa ka seryoso nga epekto sa mga kinaiya sa leakage sa ganghaan, nga adunay usa ka degradation rate sa 60%. Ingon sa gipakita sa Table 4.2, alang sa threshold boltahe degradation ug sa lawas diode kinaiya degradation, ang epekto sa triangular depekto mao ang gamay, ug ang degradation proporsyon mao ang 26% ug 33% sa tinagsa. Sa mga termino sa hinungdan sa pagtaas sa on-resistance, ang epekto sa triangular nga mga depekto huyang, ug ang degradation ratio mao ang mahitungod sa 33%.
Epekto sa mga depekto sa epitaxial pit sa mga kinaiya sa aparato sa MOSFET
Ang Figure 4.8 usa ka histogram sa istatistikal nga pag-apod-apod sa lima ka mga kinaiya sa usa ka aparato nga adunay mga depekto sa epitaxial pit. Ang asul nga tuldok nga linya mao ang linya sa pagbahin alang sa pagkadaot sa kinaiya sa aparato, ug ang pula nga tuldok nga linya mao ang linya sa pagbahin alang sa pagkapakyas sa aparato. Makita gikan niini nga ang gidaghanon sa mga himan nga adunay mga depekto sa epitaxial pit sa sample sa SiC MOSFET katumbas sa gidaghanon sa mga himan nga adunay mga triangular nga depekto. Ang epekto sa mga depekto sa epitaxial pit sa mga kinaiya sa aparato lahi sa mga depekto sa triangular. Sa mga termino sa pagkapakyas sa aparato, ang rate sa kapakyasan sa mga aparato nga adunay mga depekto sa epitaxial pit kay 47% ra. Kung itandi sa triangular nga mga depekto, ang epekto sa mga depekto sa epitaxial pit sa mga reverse leakage nga mga kinaiya ug ang mga kinaiya sa pag-leakage sa ganghaan sa device mao ang kamahinungdanon nga huyang, nga adunay degradation ratios sa 53% ug 38% matag usa, ingon sa gipakita sa Table 4.3. Sa laing bahin, ang epekto sa mga depekto sa epitaxial pit sa mga kinaiya sa boltahe sa threshold, mga kinaiya sa conduction sa diode sa lawas ug on-resistance mas dako pa kay sa triangular nga mga depekto, nga ang degradation ratio moabot sa 38%.
Sa kinatibuk-an, duha ka mga depekto sa morphological, nga mao ang mga triangles ug epitaxial pit, adunay usa ka mahinungdanon nga epekto sa kapakyasan ug kinaiya nga pagkadaut sa mga aparato sa SiC MOSFET. Ang paglungtad sa triangular nga mga depekto mao ang labing makamatay, nga adunay usa ka rate sa kapakyasan nga ingon kataas sa 93%, nag-una nga gipakita ingon usa ka hinungdanon nga pagtaas sa reverse leakage sa aparato. Ang mga aparato nga adunay mga depekto sa epitaxial pit adunay mas ubos nga rate sa kapakyasan nga 47%. Bisan pa, ang mga depekto sa epitaxial pit adunay mas dako nga epekto sa boltahe sa threshold sa aparato, mga kinaiya sa conduction sa diode sa lawas ug on-resistance kaysa mga triangular nga depekto.
Oras sa pag-post: Abr-16-2024