ពិការភាពត្រីកោណ
ពិការភាពត្រីកោណគឺជាពិការភាពខាងសរីរវិទ្យាធ្ងន់ធ្ងរបំផុតនៅក្នុងស្រទាប់ SiC epitaxial ។ របាយការណ៍អក្សរសិល្ប៍មួយចំនួនធំបានបង្ហាញថាការកកើតនៃពិការភាពត្រីកោណគឺទាក់ទងទៅនឹងទម្រង់គ្រីស្តាល់ 3C ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយដោយសារតែយន្តការនៃការលូតលាស់ខុសៗគ្នា morphology នៃពិការភាពរាងត្រីកោណជាច្រើននៅលើផ្ទៃនៃស្រទាប់ epitaxial គឺខុសគ្នាខ្លាំង។ វាអាចត្រូវបានបែងចែកជាប្រភេទដូចខាងក្រោមៈ
(1) មានពិការភាពរាងត្រីកោណដែលមានភាគល្អិតធំនៅផ្នែកខាងលើ
ប្រភេទនៃពិការភាពរាងត្រីកោណនេះមានភាគល្អិតរាងស្វ៊ែរធំមួយនៅផ្នែកខាងលើ ដែលអាចបណ្តាលមកពីវត្ថុធ្លាក់ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការលូតលាស់។ តំបន់ត្រីកោណតូចមួយដែលមានផ្ទៃរដុបអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញចុះក្រោមពីចំនុចកំពូលនេះ។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ epitaxial ស្រទាប់ 3C-SiC ផ្សេងគ្នាពីរត្រូវបានបង្កើតឡើងជាបន្តបន្ទាប់នៅក្នុងតំបន់ត្រីកោណដែលស្រទាប់ទីមួយត្រូវបាន nucleated នៅចំណុចប្រទាក់និងលូតលាស់តាមរយៈលំហូរជំហាន 4H-SiC ។ នៅពេលដែលកម្រាស់នៃស្រទាប់ epitaxial កើនឡើង ស្រទាប់ទីពីរនៃ 3C polytype nucleates និងលូតលាស់នៅក្នុងរណ្តៅរាងត្រីកោណតូចជាង ប៉ុន្តែជំហានលូតលាស់ 4H មិនគ្របដណ្តប់ទាំងស្រុងលើផ្ទៃ polytype 3C ដែលធ្វើឱ្យផ្ទៃរាងអក្សរ V នៃ 3C-SiC នៅតែច្បាស់។ អាចមើលឃើញ
(2) មានភាគល្អិតតូចៗនៅផ្នែកខាងលើ និងរាងត្រីកោណដែលមានផ្ទៃរដុប
ភាគល្អិតនៅចំណុចកំពូលនៃពិការភាពរាងត្រីកោណប្រភេទនេះមានទំហំតូចជាងដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាព 4.2 ។ ហើយភាគច្រើននៃផ្ទៃត្រីកោណត្រូវបានគ្របដណ្តប់ដោយលំហូរជំហាននៃ 4H-SiC ពោលគឺស្រទាប់ 3C-SiC ទាំងមូលត្រូវបានបង្កប់ទាំងស្រុងនៅក្រោមស្រទាប់ 4H-SiC ។ មានតែជំហានលូតលាស់នៃ 4H-SiC ប៉ុណ្ណោះដែលអាចត្រូវបានគេមើលឃើញនៅលើផ្ទៃពិការភាពរាងត្រីកោណ ប៉ុន្តែជំហានទាំងនេះមានទំហំធំជាងជំហានលូតលាស់គ្រីស្តាល់ 4H ធម្មតា។
(3) ពិការភាពត្រីកោណជាមួយនឹងផ្ទៃរលោង
ប្រភេទនៃពិការភាពត្រីកោណនេះមានផ្ទៃរលោងដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាព 4.3 ។ ចំពោះពិការភាពរាងត្រីកោណបែបនេះ ស្រទាប់ 3C-SiC ត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយលំហូរជំហាននៃ 4H-SiC ហើយទម្រង់គ្រីស្តាល់ 4H លើផ្ទៃលូតលាស់ល្អ និងរលោងជាងមុន។
ពិការភាពនៃរន្ធ epitaxial
រណ្តៅ Epitaxial (រណ្តៅ) គឺជាផ្នែកមួយនៃពិការភាពខាងសរីរវិទ្យានៃផ្ទៃទូទៅបំផុត ហើយ morphology ផ្ទៃធម្មតា និងគ្រោងរចនាសម្ព័ន្ធត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព 4.4 ។ ទីតាំងនៃរណ្តៅច្រេះនៃខ្សែស្រលាយ (TD) ដែលសង្កេតឃើញបន្ទាប់ពីការ KOH etching នៅខាងក្រោយឧបករណ៍មានការឆ្លើយឆ្លងច្បាស់លាស់ជាមួយទីតាំងនៃរណ្តៅ epitaxial មុនពេលរៀបចំឧបករណ៍ ដែលបង្ហាញថាការកកើតនៃពិការភាពនៃរណ្តៅ epitaxial គឺទាក់ទងទៅនឹងការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់ខ្សែស្រឡាយ។
ពិការភាពការ៉ុត
ពិការភាពការ៉ុតគឺជាពិការភាពលើផ្ទៃទូទៅនៅក្នុងស្រទាប់ epitaxial 4H-SiC ហើយ morphology ធម្មតារបស់ពួកគេត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភាព 4.5 ។ ពិការភាពការ៉ុតត្រូវបានគេរាយការណ៍ថាត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយចំនុចប្រសព្វនៃ Franconian និង prismatic stacking faults ដែលមានទីតាំងនៅលើយន្តហោះ basal ដែលតភ្ជាប់ដោយ dislocations ដូចជំហាន។ វាត្រូវបានគេរាយការណ៍ផងដែរថាការបង្កើតពិការភាពការ៉ុតគឺទាក់ទងទៅនឹង TSD នៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោម។ Tsuchida H. et al ។ បានរកឃើញថាដង់ស៊ីតេនៃពិការភាពការ៉ុតនៅក្នុងស្រទាប់ epitaxial គឺសមាមាត្រទៅនឹងដង់ស៊ីតេនៃ TSD នៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោម។ ហើយដោយការប្រៀបធៀបរូបភាព morphology លើផ្ទៃមុន និងក្រោយការលូតលាស់នៃ epitaxial នោះរាល់ពិការភាពការ៉ុតដែលត្រូវបានគេសង្កេតឃើញអាចត្រូវបានរកឃើញថាត្រូវគ្នានឹង TSD នៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោម។ Wu H. et al ។ បានប្រើការកំណត់លក្ខណៈនៃការធ្វើតេស្តរាយប៉ាយរបស់ Raman ដើម្បីរកឱ្យឃើញថា ពិការភាពការ៉ុតមិនមានទម្រង់គ្រីស្តាល់ 3C ទេ ប៉ុន្តែមានតែប្រភេទ 4H-SiC ប៉ុណ្ណោះ។
ផលប៉ះពាល់នៃពិការភាពត្រីកោណលើលក្ខណៈឧបករណ៍ MOSFET
រូបភាព 4.7 គឺជាអ៊ីស្តូក្រាមនៃការចែកចាយស្ថិតិនៃលក្ខណៈប្រាំនៃឧបករណ៍ដែលមានពិការភាពត្រីកោណ។ បន្ទាត់ចំនុចពណ៌ខៀវគឺជាបន្ទាត់បែងចែកសម្រាប់ការរិចរិលលក្ខណៈឧបករណ៍ ហើយបន្ទាត់ចំនុចពណ៌ក្រហមគឺជាបន្ទាត់បែងចែកសម្រាប់ការបរាជ័យឧបករណ៍។ ចំពោះការបរាជ័យឧបករណ៍ ពិការភាពត្រីកោណមានផលប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំង ហើយអត្រាបរាជ័យគឺធំជាង 93%។ នេះត្រូវបានកំណត់គុណលក្ខណៈជាចម្បងដោយឥទ្ធិពលនៃពិការភាពត្រីកោណនៅលើលក្ខណៈនៃការលេចធ្លាយបញ្ច្រាសនៃឧបករណ៍។ រហូតដល់ទៅ 93% នៃឧបករណ៍ដែលមានពិការភាពត្រីកោណបានបង្កើនការលេចធ្លាយបញ្ច្រាសយ៉ាងខ្លាំង។ លើសពីនេះ ពិការភាពរាងត្រីកោណក៏ជះឥទ្ធិពលយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់លក្ខណៈនៃការលេចធ្លាយទ្វារផងដែរ ជាមួយនឹងអត្រានៃការរិចរិល 60% ។ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងតារាង 4.2 សម្រាប់ការរិចរិលតង់ស្យុងកម្រិតចាប់ផ្ដើម និងការរិចរិលលក្ខណៈនៃឌីអូតរាងកាយ ផលប៉ះពាល់នៃពិការភាពរាងត្រីកោណមានទំហំតូច ហើយសមាមាត្រការរិចរិលគឺ 26% និង 33% រៀងគ្នា។ នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃការកើនឡើងនៃការតស៊ូ, ផលប៉ះពាល់នៃពិការភាពត្រីកោណគឺខ្សោយ, និងសមាមាត្រ degradation គឺប្រហែល 33% ។
ផលប៉ះពាល់នៃពិការភាពរណ្តៅ epitaxial លើលក្ខណៈឧបករណ៍ MOSFET
រូបភាពទី 4.8 គឺជាអ៊ីស្តូក្រាមនៃការចែកចាយស្ថិតិនៃលក្ខណៈប្រាំនៃឧបករណ៍ដែលមានពិការភាពរណ្តៅ epitaxial ។ បន្ទាត់ចំនុចពណ៌ខៀវគឺជាបន្ទាត់បែងចែកសម្រាប់ការរិចរិលលក្ខណៈឧបករណ៍ ហើយបន្ទាត់ចំនុចពណ៌ក្រហមគឺជាបន្ទាត់បែងចែកសម្រាប់ការបរាជ័យឧបករណ៍។ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាចំនួននៃឧបករណ៍ដែលមានពិការភាពរណ្តៅ epitaxial នៅក្នុងគំរូ SiC MOSFET គឺស្មើនឹងចំនួនឧបករណ៍ដែលមានពិការភាពត្រីកោណ។ ផលប៉ះពាល់នៃពិការភាពរណ្តៅ epitaxial លើលក្ខណៈឧបករណ៍គឺខុសគ្នាពីពិការភាពរាងត្រីកោណ។ នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃការបរាជ័យឧបករណ៍, អត្រាបរាជ័យនៃឧបករណ៍ដែលមានពិការភាពរណ្តៅ epitaxial គឺត្រឹមតែ 47% ប៉ុណ្ណោះ។ បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងពិការភាពរាងត្រីកោណ ផលប៉ះពាល់នៃពិការភាពរណ្តៅ epitaxial លើលក្ខណៈនៃការលេចធ្លាយបញ្ច្រាស និងលក្ខណៈនៃការលេចធ្លាយទ្វាររបស់ឧបករណ៍ត្រូវបានចុះខ្សោយយ៉ាងខ្លាំង ជាមួយនឹងសមាមាត្រការរិចរិលនៃ 53% និង 38% រៀងគ្នា ដូចបង្ហាញក្នុងតារាង 4.3 ។ ម្យ៉ាងវិញទៀត ផលប៉ះពាល់នៃពិការភាពនៃរណ្តៅ epitaxial លើលក្ខណៈវ៉ុលកម្រិត លក្ខណៈនៃការដឹកនាំរបស់ឌីយ៉ូតរាងកាយ និងការតស៊ូគឺធំជាងពិការភាពរាងត្រីកោណ ជាមួយនឹងសមាមាត្រការរិចរិលឈានដល់ 38% ។
ជាទូទៅ ពិការភាពផ្នែករូបវិទ្យាពីរគឺ ត្រីកោណ និងរណ្តៅ epitaxial មានឥទ្ធិពលយ៉ាងសំខាន់ទៅលើការបរាជ័យ និងការរិចរិលលក្ខណៈនៃឧបករណ៍ SiC MOSFET ។ អត្ថិភាពនៃពិការភាពត្រីកោណគឺជាគ្រោះថ្នាក់បំផុតដែលមានអត្រាបរាជ័យខ្ពស់រហូតដល់ 93% ដែលបង្ហាញជាចម្បងថាជាការកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃការលេចធ្លាយបញ្ច្រាសនៃឧបករណ៍។ ឧបករណ៍ដែលមានពិការភាពរន្ធ epitaxial មានអត្រាបរាជ័យទាបជាង 47% ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ពិការភាពនៃរណ្តៅ epitaxial ជះឥទ្ធិពលកាន់តែខ្លាំងទៅលើវ៉ុលកម្រិតចាប់ផ្ដើមរបស់ឧបករណ៍ លក្ខណៈនៃចរន្តនៃឌីយ៉ូតរាងកាយ និងការទប់ទល់ជាជាងពិការភាពត្រីកោណ។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ មេសា-១៦-២០២៤