Nam trionglog
Diffygion trionglog yw'r diffygion morffolegol mwyaf angheuol mewn haenau epitaxial SiC. Mae nifer fawr o adroddiadau llenyddiaeth wedi dangos bod ffurfio diffygion trionglog yn gysylltiedig â'r ffurf grisial 3C. Fodd bynnag, oherwydd gwahanol fecanweithiau twf, mae morffoleg llawer o ddiffygion trionglog ar wyneb yr haen epitaxial yn dra gwahanol. Gellir ei rannu'n fras i'r mathau canlynol:
(1) Mae yna ddiffygion trionglog gyda gronynnau mawr ar y brig
Mae gan y math hwn o ddiffyg trionglog gronyn sfferig mawr ar y brig, a allai gael ei achosi gan wrthrychau'n cwympo yn ystod y broses dwf. Gellir gweld ardal drionglog fechan gydag arwyneb garw i lawr o'r fertig hwn. Mae hyn oherwydd y ffaith, yn ystod y broses epitaxial, bod dwy haen 3C-SiC wahanol yn cael eu ffurfio yn olynol yn yr ardal drionglog, y mae'r haen gyntaf ohono wedi'i chnewyllo ar y rhyngwyneb ac yn tyfu trwy'r llif cam 4H-SiC. Wrth i drwch yr haen epitaxial gynyddu, mae'r ail haen o polyteip 3C yn cnewyllo ac yn tyfu mewn pyllau trionglog llai, ond nid yw'r cam twf 4H yn gorchuddio'r ardal polyteip 3C yn llwyr, gan wneud yr ardal groove siâp V o 3C-SiC yn dal yn glir. gweladwy
(2) Mae gronynnau bach ar y brig a diffygion trionglog gydag arwyneb garw
Mae'r gronynnau ar fertigau'r math hwn o ddiffyg trionglog yn llawer llai, fel y dangosir yn Ffigur 4.2. Ac mae'r rhan fwyaf o'r ardal drionglog wedi'i gorchuddio gan lif cam 4H-SiC, hynny yw, mae'r haen 3C-SiC gyfan wedi'i hymgorffori'n llwyr o dan yr haen 4H-SiC. Dim ond camau twf 4H-SiC y gellir eu gweld ar yr wyneb diffyg trionglog, ond mae'r camau hyn yn llawer mwy na'r camau twf crisial confensiynol 4H.
(3) Diffygion trionglog gydag arwyneb llyfn
Mae gan y math hwn o ddiffyg trionglog morffoleg arwyneb llyfn, fel y dangosir yn Ffigur 4.3. Ar gyfer diffygion trionglog o'r fath, mae'r haen 3C-SiC wedi'i gorchuddio gan lif cam 4H-SiC, ac mae'r ffurf grisial 4H ar yr wyneb yn tyfu'n finach ac yn llyfnach.
Diffygion pwll epitaxial
Mae pyllau epitaxial (Pyllau) yn un o'r diffygion morffoleg arwyneb mwyaf cyffredin, a dangosir eu morffoleg arwyneb nodweddiadol a'u hamlinelliad strwythurol yn Ffigur 4.4. Mae lleoliad y pyllau cyrydu dadleoli edafu (TD) a arsylwyd ar ôl KOH ysgythru ar gefn y ddyfais yn cyfateb yn glir â lleoliad y pyllau epitaxial cyn paratoi dyfais, sy'n dangos bod ffurfio diffygion pwll epitaxial yn gysylltiedig â dislocations edafu.
namau moron
Mae diffygion moron yn ddiffyg arwyneb cyffredin mewn haenau epitaxial 4H-SiC, a dangosir eu morffoleg nodweddiadol yn Ffigur 4.5. Adroddir bod y diffyg moron yn cael ei ffurfio gan groestoriad ffawtiau pentyrru Franconian a phrismatig sydd wedi'u lleoli ar yr awyren waelodol wedi'u cysylltu gan afleoliadau tebyg i risiau. Adroddwyd hefyd bod ffurfio diffygion moron yn gysylltiedig â TSD yn y swbstrad. Tsuchida H. et al. canfuwyd bod dwysedd diffygion moron yn yr haen epitaxial yn gymesur â dwysedd TSD yn y swbstrad. A thrwy gymharu'r delweddau morffoleg arwyneb cyn ac ar ôl twf epitaxial, gellir canfod bod yr holl ddiffygion moron a arsylwyd yn cyfateb i'r YDDS yn y swbstrad. Wu H. et al. defnyddio nodweddiad prawf gwasgaru Raman i ganfod nad oedd y diffygion moron yn cynnwys y ffurf grisial 3C, ond dim ond y polyteip 4H-SiC.
Effaith diffygion trionglog ar nodweddion dyfais MOSFET
Mae Ffigur 4.7 yn histogram o ddosbarthiad ystadegol pum nodwedd dyfais sy'n cynnwys diffygion trionglog. Y llinell ddotiog las yw'r llinell rannu ar gyfer diraddio nodweddiadol dyfais, a'r llinell ddotiog goch yw'r llinell rannu ar gyfer methiant dyfais. Ar gyfer methiant dyfais, mae diffygion trionglog yn cael effaith fawr, ac mae'r gyfradd fethiant yn fwy na 93%. Priodolir hyn yn bennaf i ddylanwad diffygion trionglog ar nodweddion gollyngiadau cefn dyfeisiau. Mae hyd at 93% o ddyfeisiau sy'n cynnwys diffygion trionglog wedi cynyddu gollyngiadau gwrthdro'n sylweddol. Yn ogystal, mae'r diffygion trionglog hefyd yn cael effaith ddifrifol ar nodweddion gollyngiadau giât, gyda chyfradd diraddio o 60%. Fel y dangosir yn Nhabl 4.2, ar gyfer diraddio foltedd trothwy a diraddio nodweddiadol deuod corff, mae effaith diffygion trionglog yn fach, ac mae'r cyfrannau diraddio yn 26% a 33% yn y drefn honno. O ran achosi cynnydd mewn ar-ymwrthedd, mae effaith diffygion trionglog yn wan, ac mae'r gymhareb diraddio tua 33%.
Effaith diffygion pwll epitaxial ar nodweddion dyfais MOSFET
Mae Ffigur 4.8 yn histogram o ddosbarthiad ystadegol pum nodwedd dyfais sy'n cynnwys diffygion pydew epitaxial. Y llinell ddotiog las yw'r llinell rannu ar gyfer diraddio nodweddiadol dyfais, a'r llinell ddotiog goch yw'r llinell rannu ar gyfer methiant dyfais. Gellir gweld o hyn bod nifer y dyfeisiau sy'n cynnwys diffygion pydew epitaxial yn y sampl SiC MOSFET yn cyfateb i nifer y dyfeisiau sy'n cynnwys diffygion trionglog. Mae effaith diffygion pwll epitaxial ar nodweddion dyfais yn wahanol i effaith diffygion trionglog. O ran methiant dyfais, dim ond 47% yw cyfradd fethiant dyfeisiau sy'n cynnwys diffygion pwll epitaxial. O'i gymharu â diffygion trionglog, mae effaith diffygion pwll epitaxial ar nodweddion gollyngiadau cefn a nodweddion gollyngiadau giât y ddyfais wedi'i wanhau'n sylweddol, gyda chymarebau diraddio o 53% a 38% yn y drefn honno, fel y dangosir yn Nhabl 4.3. Ar y llaw arall, mae effaith diffygion pwll epitaxial ar nodweddion foltedd trothwy, nodweddion dargludiad deuod corff ac ar-ymwrthedd yn fwy na diffygion trionglog, gyda'r gymhareb diraddio yn cyrraedd 38%.
Yn gyffredinol, mae dau ddiffyg morffolegol, sef trionglau a phyllau epitaxial, yn cael effaith sylweddol ar fethiant a diraddio nodweddiadol dyfeisiau SiC MOSFET. Bodolaeth diffygion trionglog yw'r mwyaf angheuol, gyda chyfradd fethiant mor uchel â 93%, a amlygir yn bennaf fel cynnydd sylweddol mewn gollyngiadau gwrthdro'r ddyfais. Roedd gan ddyfeisiau a oedd yn cynnwys diffygion pydew epitaxial gyfradd fethiant is o 47%. Fodd bynnag, mae diffygion pwll epitaxial yn cael mwy o effaith ar foltedd trothwy'r ddyfais, nodweddion dargludiad deuod corff ac ar-ymwrthedd na diffygion trionglog.
Amser postio: Ebrill-16-2024