Akats triangeluarra
Akats triangeluarrak SiC geruza epitaxialetako akats morfologikorik hilgarrienak dira. Literatura-txosten ugarik frogatu dute akats triangeluarren eraketa 3C kristal formarekin lotuta dagoela. Hala ere, hazkuntza-mekanismo desberdinak direla eta, geruza epitaxialaren gainazaleko akats triangeluar askoren morfologia nahiko ezberdina da. Gutxi gorabehera honako mota hauetan bana daiteke:
(1) Goialdean partikula handiak dituzten akats triangeluarrak daude
Triangelu-akats mota honek partikula esferiko handi bat du goiko aldean, eta hazkuntza-prozesuan zehar objektuak erortzeak eragin dezake. Erpin horretatik beherantz gainazal latza duen triangelu txiki bat ikus daiteke. Hau da, prozesu epitaxialean zehar bi 3C-SiC geruza ezberdin eratzen direlako eremu triangelurrean segidan, eta horietatik lehenengo geruza nukleatzen da interfazean eta 4H-SiC urratseko fluxuaren bidez hazten da. Geruza epitaxialaren lodiera handitzen den heinean, 3C politipoaren bigarren geruza nukleatu egiten da eta hobi triangeluar txikiagoetan hazten da, baina 4H hazkuntza-urratsak ez du guztiz estaltzen 3C politipoaren eremua, eta 3C-SiC-ren V formako zirrikitu-eremua argi eta garbi geratzen da oraindik. ikusgai
(2) Goialdean partikula txikiak eta gainazal latza duten akats triangeluarrak daude
Triangelu-defektu mota honen erpinetan dauden partikulak askoz txikiagoak dira, 4.2 irudian ikusten den bezala. Eta eremu triangeluaren gehiena 4H-SiC-ren urrats-fluxuak estaltzen du, hau da, 3C-SiC geruza osoa 4H-SiC geruzaren azpian erabat txertatuta dago. 4H-SiC-ren hazkuntza-urratsak soilik ikus daitezke akats triangeluarren gainazalean, baina urrats hauek 4H kristalen hazkuntza-urrats konbentzionalak baino askoz ere handiagoak dira.
(3) Gainazal leuna duten akats triangeluarrak
Akats triangeluar honek gainazal leuneko morfologia du, 4.3 irudian ikusten den bezala. Horrelako akats triangeluarrentzat, 3C-SiC geruza 4H-SiC-ren fluxu pausoak estaltzen du, eta gainazaleko 4H kristal forma finagoa eta leunagoa da.
Hobi epitaxialaren akatsak
Hobi epitaxialak (Hobiak) gainazaleko morfologia-akats ohikoenetako bat dira, eta haien gainazaleko morfologia eta egitura-eskema tipikoa 4.4 irudian ageri dira. Gailuaren atzealdean KOH grabatu ondoren ikusitako korrosio-zuloen (TD) korrosio-zuloen kokapenak korrespondentzia argia du gailua prestatu baino lehen zulo epitaxialen kokapenarekin, eta horrek adierazten du hobi epitaxialaren akatsen eraketa hari-dislokazioekin lotuta dagoela.
azenarioaren akatsak
Azenario-akatsak 4H-SiC geruza epitaxialetan ohikoak diren gainazaleko akatsak dira, eta haien morfologia tipikoa 4.5 irudian ageri da. Azenarioaren akatsa urrats-formako dislokazioen bidez loturiko plano basalean kokatutako frankonia eta pilaketa-faila prismatikoen gurutzaketaren ondorioz sortu dela jakinarazi dute. Gainera, azenarioaren akatsen eraketa substratuan TSDarekin erlazionatuta dagoela jakinarazi da. Tsuchida H. et al. aurkitu zuen geruza epitaxialeko azenario-akatsen dentsitatea substratuko TSD-ren dentsitatearen proportzionala dela. Eta epitaxia-hazkundearen aurretik eta ondoren gainazaleko morfologia-irudiak alderatuz, behatutako azenario-akats guztiak substratuko TSDarekin bat datozela aurki daiteke. Wu H. et al. Raman sakabanaketa probaren karakterizazioa erabili zuen azenarioaren akatsek ez zutela 3C kristal formarik, 4H-SiC politipoa baizik.
Akats triangeluarren eragina MOSFET gailuen ezaugarrietan
4.7 irudia akats triangeluarrak dituen gailu baten bost ezaugarriren banaketa estatistikoaren histograma da. Puntudun marra urdina gailuaren ezaugarriak degradatzeko lerro banatzailea da, eta puntu gorria gailuaren hutsegitearen zatiketa. Gailuaren hutsegiteetarako, akats triangeluarrek eragin handia dute eta hutsegite-tasa % 93 baino handiagoa da. Hau, batez ere, akats triangeluarrek gailuen alderantzizko ihesaren ezaugarrietan duten eraginari dagokio. Akats triangeluarrak dituzten gailuen % 93k nabarmen handitu dute alderantzizko isuria. Gainera, akats triangeluarrek ere eragin handia dute atearen ihesaren ezaugarrietan, %60ko degradazio-tasa izanik. 4.2 taulan ikusten den bezala, atalase-tentsioaren degradazioari eta gorputz-diodoaren ezaugarriei buruzko degradaziorako, akats triangeluarren eragina txikia da, eta degradazio proportzioak % 26 eta % 33 dira hurrenez hurren. On-erresistentzia areagotzeari dagokionez, akats triangeluarren eragina ahula da eta degradazio-ratioa %33 ingurukoa da.
Hobi epitaxialaren akatsen eragina MOSFET gailuen ezaugarrietan
4.8 irudia zulo epitaxialaren akatsak dituen gailu baten bost ezaugarriren banaketa estatistikoaren histograma da. Puntudun marra urdina gailuaren ezaugarriak degradatzeko lerro banatzailea da, eta puntu gorria gailuaren hutsegitearen zatiketa. Hortik ikus daiteke SiC MOSFET laginean zulo epitaxialaren akatsak dituzten gailuen kopurua akats triangeluarrak dituzten gailuen kopuruaren baliokidea dela. Hobi epitaxialaren akatsen eragina gailuen ezaugarrietan desberdina da akats triangeluarrena baino. Gailuaren hutsegiteari dagokionez, epitaxiaren akatsak dituzten gailuen hutsegite-tasa % 47 baino ez da. Akats triangeluarrekin alderatuta, hobi epitaxialaren akatsen eragina gailuaren alderantzizko isurketa-ezaugarrietan eta ate-ihesaren ezaugarrietan nabarmen ahuldu da, % 53 eta % 38ko degradazio ratioak hurrenez hurren, 4.3 taulan erakusten den moduan. Bestalde, hobi epitaxialaren akatsek atalase-tentsioaren ezaugarrietan, gorputz-diodoen eroankortasun-ezaugarrietan eta on-erresistentzian duten eragina handiagoa da akats triangeluarrena baino, degradazio-erlazioa %38ra iristen delarik.
Oro har, bi akats morfologikoek, triangeluek eta hobi epitaxialek, SiC MOSFET gailuen hutsegitean eta degradazio ezaugarrietan eragin handia dute. Akats triangeluarren existentzia da hilgarriena, % 93ko hutsegite-tasa izanik, batez ere gailuaren alderantzizko isurketaren igoera nabarmena delarik. Hobi epitaxialaren akatsak zituzten gailuek %47ko hutsegite tasa txikiagoa izan zuten. Hala ere, hobi epitaxialaren akatsek eragin handiagoa dute gailuaren atalase-tentsioan, gorputz-diodoaren eroankortasun-ezaugarrietan eta on-erresistentzian akats triangeluarrek baino.
Argitalpenaren ordua: 2024-04-16