Cacat segi telu
Cacat segitiga minangka cacat morfologis sing paling fatal ing lapisan epitaxial SiC. A nomer akeh laporan literatur wis nuduhake yen tatanan saka cacat segitiga ana hubungane karo wangun kristal 3C. Nanging, amarga mekanisme wutah sing beda, morfologi saka akeh cacat segitiga ing permukaan lapisan epitaxial cukup beda. Kira-kira bisa dipérang dadi jinis ing ngisor iki:
(1) Ana cacat segi telu kanthi partikel gedhe ing sisih ndhuwur
Cacat segi telu jinis iki nduweni partikel bunder gedhe ing sisih ndhuwur, sing bisa disebabake obyek sing tiba nalika proses pertumbuhan. A area segitiga cilik karo lumahing kasar bisa diamati mudhun saka vertex iki. Iki amarga kasunyatan sing sajrone proses epitaxial, rong lapisan 3C-SiC sing beda-beda dibentuk kanthi berturut-turut ing area segi telu, ing ngendi lapisan pisanan nukleasi ing antarmuka lan tuwuh liwat aliran langkah 4H-SiC. Minangka kekandelan saka lapisan epitaxial mundhak, lapisan kapindho 3C polytype nucleates lan mundak akeh ing pit segitiga cilik, nanging langkah wutah 4H ora rampung nutupi area polytype 3C, nggawe area alur V-shaped 3C-SiC isih cetha. katon
(2) Ana partikel cilik ing sisih ndhuwur lan cacat segi telu kanthi permukaan kasar
Partikel ing verteks saka jinis cacat segitiga iki luwih cilik, kaya sing dituduhake ing Gambar 4.2. Lan umume area segi telu ditutupi dening aliran langkah 4H-SiC, yaiku, kabeh lapisan 3C-SiC rampung dipasang ing lapisan 4H-SiC. Mung langkah-langkah pertumbuhan 4H-SiC sing bisa dideleng ing permukaan cacat segitiga, nanging langkah kasebut luwih gedhe tinimbang langkah pertumbuhan kristal 4H konvensional.
(3) Cacat segi telu kanthi permukaan alus
Cacat segi telu jinis iki nduweni morfologi permukaan sing alus, kaya sing dituduhake ing Gambar 4.3. Kanggo cacat segi telu kasebut, lapisan 3C-SiC ditutupi dening aliran langkah 4H-SiC, lan wangun kristal 4H ing permukaan dadi luwih alus lan luwih alus.
Cacat pit epitaxial
Pit epitaxial (Pits) minangka salah sawijining cacat morfologi permukaan sing paling umum, lan morfologi permukaan lan struktur struktur sing khas ditampilake ing Gambar 4.4. Lokasi pit karat dislokasi threading (TD) sing diamati sawise etsa KOH ing mburi piranti nduweni korespondensi sing jelas karo lokasi pit epitaxial sadurunge persiapan piranti, nuduhake yen pembentukan cacat pit epitaxial ana hubungane karo dislokasi threading.
cacat wortel
Cacat wortel minangka cacat lumahing umum ing lapisan epitaxial 4H-SiC, lan morfologi khas ditampilake ing Gambar 4.5. Cacat wortel dilapurake kawangun dening persimpangan saka Franconian lan prismatic numpuk fault dumunung ing bidang basal disambungake dening langkah-kaya dislocations. Uga wis dilaporake yen pembentukan cacat wortel ana hubungane karo TSD ing substrate. Tsuchida H. et al. ketemu sing Kapadhetan cacat wortel ing lapisan epitaxial sebanding karo Kapadhetan TSD ing substrate. Lan kanthi mbandhingake gambar morfologi permukaan sadurunge lan sawise wutah epitaxial, kabeh cacat wortel sing diamati bisa ditemokake cocog karo TSD ing substrat. Wu H. et al. digunakake Raman scattering test karakterisasi kanggo nemokake yen cacat wortel ora ngemot wangun kristal 3C, nanging mung polytype 4H-SiC.
Efek saka cacat segi telu ing karakteristik piranti MOSFET
Gambar 4.7 minangka histogram distribusi statistik limang karakteristik piranti sing ngemot cacat segitiga. Garis titik biru minangka garis pamisah kanggo degradasi karakteristik piranti, lan garis titik abang minangka garis pamisah kanggo kegagalan piranti. Kanggo kegagalan piranti, cacat segitiga duwe pengaruh gedhe, lan tingkat kegagalan luwih saka 93%. Iki utamane amarga pengaruh cacat segi telu ing karakteristik bocor mbalikke piranti. Nganti 93% piranti sing ngemot cacat segi telu wis nambah bocor mbalikke kanthi signifikan. Kajaba iku, cacat segi telu uga duwe pengaruh serius ing karakteristik bocor gerbang, kanthi tingkat degradasi 60%. Minangka ditampilake ing Tabel 4.2, kanggo degradasi voltase ambang lan degradasi karakteristik dioda awak, impact cacat segitiga cilik, lan proporsi degradasi 26% lan 33%. Ing babagan nyebabake paningkatan ing-resistance, impact cacat segi telu banget, lan rasio degradasi kira-kira 33%.
Efek cacat pit epitaxial ing karakteristik piranti MOSFET
Gambar 4.8 minangka histogram distribusi statistik limang karakteristik piranti sing ngemot cacat pit epitaxial. Garis titik biru minangka garis pamisah kanggo degradasi karakteristik piranti, lan garis titik abang minangka garis pamisah kanggo kegagalan piranti. Saka iki bisa dideleng manawa jumlah piranti sing ngemot cacat pit epitaxial ing sampel SiC MOSFET padha karo jumlah piranti sing ngemot cacat segi telu. Dampak cacat pit epitaxial ing karakteristik piranti beda karo cacat segi telu. Ing babagan kegagalan piranti, tingkat kegagalan piranti sing ngemot cacat pit epitaxial mung 47%. Dibandhingake karo cacat segi telu, impact saka cacat pit epitaxial ing karakteristik bocor mbalikke lan karakteristik bocor gapura saka piranti Ngartekno weakened, karo rasio degradasi mungguh 53% lan 38%, minangka ditampilake ing Tabel 4.3. Ing tangan liyane, impact cacat pit epitaxial ing karakteristik voltase batesan, karakteristik konduksi dioda awak lan on-resistance luwih gedhe tinimbang cacat segitiga, kanthi rasio degradasi tekan 38%.
Umumé, rong cacat morfologis, yaiku segitiga lan pit epitaxial, duwe pengaruh sing signifikan marang kegagalan lan degradasi karakteristik piranti SiC MOSFET. Anane cacat segi telu sing paling fatal, kanthi tingkat kegagalan nganti 93%, utamane diwujudake minangka peningkatan sing signifikan ing bocor mbalikke piranti kasebut. Piranti sing ngemot cacat pit epitaxial duwe tingkat kegagalan sing luwih murah 47%. Nanging, cacat pit epitaxial duwe pengaruh sing luwih gedhe ing voltase ambang piranti, karakteristik konduksi dioda awak lan tahan tinimbang cacat segitiga.
Wektu kirim: Apr-16-2024