Trijehoekige defekt
Triangulêre defekten binne de meast fatale morfologyske defekten yn SiC epitaksiale lagen. In grut oantal literatuerrapporten hat sjen litten dat de formaasje fan trijehoekige defekten besibbe is oan de 3C-kristalfoarm. Troch ferskate groeimeganismen is de morfology fan in protte trijehoekige defekten op it oerflak fan 'e epitaksiale laach lykwols hiel oars. It kin rûchwei ferdield wurde yn de folgjende soarten:
(1) D'r binne trijehoekige defekten mei grutte dieltsjes oan 'e boppekant
Dit soarte fan trijehoekige defekt hat in grut sfearysk dieltsje oan 'e boppekant, dat kin wurde feroarsake troch fallende objekten tidens it groeiproses. In lyts trijehoekich gebiet mei in rûch oerflak kin nei ûnderen wurde waarnommen fan dit toppunt. Dat komt troch it feit dat yn it epitaksiale proses, twa ferskillende 3C-SiC lagen wurde foarme opienfolgjende trijehoekige gebiet, wêrfan de earste laach wurdt nucleated by de ynterface en groeit troch de 4H-SiC stap flow. As de dikte fan 'e epitaksiale laach tanimt, de twadde laach fan 3C polytype nucleates en groeit yn lytsere trijehoekige pits, mar de 4H groei stap net folslein bedekke de 3C polytype gebiet, wêrtroch't de V-foarmige groove gebiet fan 3C-SiC noch dúdlik sichtber
(2) D'r binne lytse dieltsjes oan 'e boppekant en trijehoekige defekten mei rûge oerflak
De dieltsjes oan 'e hoekpunten fan dit type trijehoekige defekt binne folle lytser, lykas werjûn yn figuer 4.2. En it grutste part fan it trijehoekige gebiet wurdt bedutsen troch de stap stream fan 4H-SiC, dat is, de hiele 3C-SiC laach is folslein ynbêde ûnder de 4H-SiC laach. Allinich de groeistappen fan 4H-SiC kinne sjoen wurde op it trijehoekige defekt oerflak, mar dizze stappen binne folle grutter dan de konvinsjonele 4H kristalgroeistappen.
(3) Triangulêre defekten mei glêd oerflak
Dit soarte fan trijehoekige defekt hat in glêd oerflak morfology, lykas werjûn yn figuer 4.3. Foar sokke trijehoekige defekten wurdt de 3C-SiC-laach bedutsen troch de stapstream fan 4H-SiC, en de 4H-kristalfoarm op it oerflak groeit finer en soepeler.
Epitaksiale pitdefekten
Epitaksiale pits (Pits) binne ien fan de meast foarkommende oerflak morfology defekten, en harren typyske oerflak morfology en strukturele skets wurde werjûn yn figuer 4.4. De lokaasje fan de threading dislocation (TD) corrosie pits waarnommen nei KOH etsen op 'e rêch fan it apparaat hat in dúdlike oerienkomst mei de lokaasje fan' e epitaxial pits foar apparaat tarieding, wat oanjout dat de foarming fan epitaxial pit defekten is besibbe oan threading dislocations.
wortel gebreken
Carrot defekten binne in mienskiplik oerflak defekt yn 4H-SiC epitaxial lagen, en harren typyske morfology wurdt werjûn yn figuer 4.5. De worteldefekt wurdt rapportearre om te foarmjen troch de krusing fan Frankyske en prismatyske stapelfouten dy't op it basale fleantúch ferbûn binne troch staplike dislokaasjes. It is ek rapportearre dat de formaasje fan worteldefekten relatearre is oan TSD yn it substraat. Tsuchida H. et al. fûn dat de tichtens fan worteldefekten yn 'e epitaksiale laach evenredich is mei de tichtens fan TSD yn' e substrat. En troch it fergelykjen fan de oerflakmorfology-ôfbyldings foar en nei epitaksiale groei, kinne alle waarnommen worteldefekten fûn wurde om te korrespondearjen mei de TSD yn it substraat. Wu H. et al. brûkte karakterisaasje fan Raman-ferstruittest om te finen dat de worteldefekten net de 3C-kristalfoarm befette, mar allinich it 4H-SiC-polytype.
Effekt fan trijehoekige mankeminten op MOSFET apparaat skaaimerken
Figuer 4.7 is in histogram fan 'e statistyske ferdieling fan fiif skaaimerken fan in apparaat mei trijehoekige defekten. De blauwe stippelline is de skiedingsline foar apparaat karakteristike degradaasje, en de reade stippelline is de skiedingsline foar apparaatfalen. Foar apparaatfalen hawwe trijehoekige defekten in grutte ynfloed, en it mislearringsnivo is grutter dan 93%. Dit wurdt benammen taskreaun oan 'e ynfloed fan trijehoekige defekten op' e omkearde lekkenmerken fan apparaten. Oant 93% fan apparaten mei trijehoekige defekten hawwe omkearde lekkage signifikant ferhege. Dêrnjonken hawwe de trijehoekige defekten ek in serieuze ynfloed op 'e skaaimerken fan' e poarteleak, mei in degradaasjerate fan 60%. Lykas sjen litten yn Tabel 4.2, foar drompel spanning degradaasje en lichem diode karakteristike degradaasje, de ynfloed fan trijehoekige defekten is lyts, en de degradaasje proporsjes binne 26% en 33% respektivelik. Yn termen fan it feroarsaakjen fan in ferheging fan op-resistinsje is de ynfloed fan trijehoekige defekten swak, en de degradaasjeferhâlding is sawat 33%.
Effekt fan epitaksiale pitdefekten op skaaimerken fan MOSFET-apparaten
Figuer 4.8 is in histogram fan 'e statistyske ferdieling fan fiif skaaimerken fan in apparaat mei epitaksiale putdefekten. De blauwe stippelline is de skiedingsline foar apparaat karakteristike degradaasje, en de reade stippelline is de skiedingsline foar apparaatfalen. It kin hjirút sjoen wurde dat it oantal apparaten mei epitaksiale pitdefekten yn 'e SiC MOSFET-monster lykweardich is oan it oantal apparaten mei trijehoekige defekten. De ynfloed fan epitaksiale putdefekten op apparaatskaaimerken is oars as dy fan trijehoekige defekten. Yn termen fan apparaatfalen is it flatersifers fan apparaten mei epitaksiale pitdefekten mar 47%. Yn ferliking mei trijehoekige defekten is de ynfloed fan epitaksiale pitdefekten op 'e omkearde lekkenmerken en skaaimerken fan poarte-lekkage fan it apparaat signifikant ferswakke, mei degradaasjeferhâldingen fan respektivelik 53% en 38%, lykas werjûn yn Tabel 4.3. Oan 'e oare kant is de ynfloed fan epitaksiale pitdefekten op drompelspanningskarakteristiken, lichemsdiodegeliedingskarakteristiken en op-ferset grutter dan dy fan trijehoekige defekten, mei de degradaasjeferhâlding dy't 38% berikt.
Yn 't algemien hawwe twa morfologyske defekten, nammentlik trijehoeken en epitaksiale pits, in wichtige ynfloed op it mislearjen en karakteristike degradaasje fan SiC MOSFET-apparaten. It bestean fan trijehoekige defekten is it meast fataal, mei in mislearring fan sa heech as 93%, benammen manifestearre as in signifikante ferheging fan reverse leakage fan it apparaat. Apparaten dy't epitaksiale pitdefekten befette hienen in legere flaterrate fan 47%. Epitaksiale putdefekten hawwe lykwols in gruttere ynfloed op 'e drompelspanning fan it apparaat, lichemsdiodegeleidingskarakteristiken en op-resistinsje dan trijehoekige defekten.
Post tiid: Apr-16-2024