Үч бурчтук кемчилик
Үч бурчтук кемчиликтер SiC эпитаксиалдык катмарларындагы эң өлүмгө дуушар болгон морфологиялык кемчиликтер болуп саналат. Көптөгөн адабияттык отчеттор үч бурчтук кемтиктердин пайда болушу 3С кристалл формасына байланыштуу экенин көрсөттү. Бирок өсүү механизмдери ар кандай болгондуктан, эпитаксиалдык катмардын бетиндеги көптөгөн үч бурчтук кемтиктердин морфологиясы такыр башкача. Бул болжол менен төмөнкүдөй түрлөргө бөлүүгө болот:
(1) Үстүндө чоң бөлүкчөлөрү бар үч бурчтуу кемчиликтер бар
Үч бурчтуу кемчиликтин бул түрү үстү жагында чоң сфералык бөлүкчөлөргө ээ, ал өсүү процессинде объекттердин кулашынан келип чыгышы мүмкүн. Бул чокудан ылдый карай орой бети бар кичинекей үч бурчтуу аймакты байкоого болот. Бул эпитаксиалдык процесстин жүрүшүндө үч бурчтуу аймакта ырааттуу түрдө эки түрдүү 3C-SiC катмары пайда болуп, анын биринчи катмары интерфейсте ядролук болуп, 4H-SiC кадам агымы аркылуу өскөндүгүнө байланыштуу. Эпитаксиалдык катмардын калыңдыгы көбөйгөн сайын, 3С политипинин экинчи катмары өзөктүү болуп, үч бурчтуу чуңкурларда өсөт, бирок 4Н өсүү кадамы 3C политипинин аянтын толугу менен каптабайт, 3C-SiCтин V түрүндөгү оюгу аянтын дагы эле ачык кылат. көрүнүп турат
(2) үстү жагында майда бөлүкчөлөр жана орой бети бар үч бурчтуу кемчиликтер бар
Бул типтеги үч бурчтук кемтиктин чокуларындагы бөлүкчөлөр 4.2-сүрөттө көрсөтүлгөндөй бир топ кичине. Ал эми үч бурчтуу аймактын көбү 4H-SiC кадам агымы менен капталган, башкача айтканда, бүт 3C-SiC катмары толугу менен 4H-SiC катмарынын астында камтылган. Үч бурчтуу кемтик бетинде 4H-SiC өсүү кадамдарын гана көрүүгө болот, бирок бул кадамдар кадимки 4H кристалл өсүү кадамдарынан алда канча чоң.
(3) жылмакай бети менен үч бурчтук кемчиликтер
Үч бурчтук кемтиктин бул түрү 4.3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй жылмакай беттик морфологияга ээ. Мындай үч бурчтук кемчиликтер үчүн 3C-SiC катмары 4H-SiC кадам агымы менен жабылат, ал эми бетиндеги 4Н кристалл формасы майда жана жылмакай өсөт.
Эпитаксиалдык чуңкур кемчиликтери
Эпитаксиалдык чуңкурлар (чуңкурлар) эң кеңири таралган беттик морфология кемтиктеринин бири болуп саналат жана алардын типтүү беттик морфологиясы жана структуралык схемасы 4.4-сүрөттө көрсөтүлгөн. Аспаптын артындагы KOH оюудан кийин байкалган жиптин дислокациясынын (ТД) коррозия чуңкурларынын жайгашкан жери аппаратты даярдоого чейинки эпитаксиалдык чуңкурлардын жайгашкан жери менен так дал келет, бул эпитаксиалдык чуңкурлардын дефекттеринин пайда болушу жиптин дислокацияларына байланыштуу экендигин көрсөтөт.
сабиз кемчиликтери
Сабиз дефекттери 4H-SiC эпитаксиалдык катмарларында кеңири таралган беттик кемчилик болуп саналат жана алардын типтүү морфологиясы 4.5-сүрөттө көрсөтүлгөн. Сабиздин кемчилиги тепкич сымал дислокациялар менен байланышкан базалдык тегиздикте жайгашкан франкиялык жана призматикалык стектик жаракалардын кесилишинен пайда болот деп айтылат. Ошондой эле сабиз кемчиликтеринин пайда болушу субстраттагы TSD менен байланыштуу экени айтылды. Цучида H. жана башкалар. эпитаксиалдык катмардагы сабиз кемчиликтеринин тыгыздыгы субстраттагы TSD тыгыздыгына пропорционалдуу экендигин аныкташкан. Ал эми эпитаксиалдык өсүшкө чейин жана андан кийинки беттик морфология сүрөттөрүн салыштыруу менен, бардык байкалган сабиз кемчиликтери субстраттагы TSDге дал келээрин табууга болот. Ву H. жана башкалар. Сабиздин кемчиликтери 3C кристалл формасын камтыбай, 4H-SiC политипин гана камтыганын аныктоо үчүн Раман чачыратуу тестинин мүнөздөмөсүн колдонгон.
MOSFET аппаратынын мүнөздөмөлөрүнө үч бурчтук кемчиликтердин таасири
4.7-сүрөт үч бурчтук кемтикти камтыган түзүлүштүн беш мүнөздөмөсүнүн статистикалык бөлүштүрүлүшүнүн гистограммасы. Көк чекиттүү сызык аппараттын мүнөздөмөлөрүнүн начарлашы үчүн бөлүүчү сызык, ал эми кызыл чекиттүү сызык - аппараттын бузулушу үчүн бөлүүчү сызык. Түзмөктүн бузулушу үчүн үч бурчтук кемчиликтер чоң таасир этет жана бузулуу деңгээли 93% дан жогору. Бул, негизинен, аппараттардын тескери агып мүнөздөмөлөрүнүн үч бурчтуу кемчиликтеринин таасири менен түшүндүрүлөт. Үч бурчтуу кемчиликтерди камтыган аппараттардын 93% га чейин тескери агып чыгууну бир топ жогорулатты. Мындан тышкары, үч бурчтук кемчиликтери, ошондой эле 60% бузулуу курсу менен, дарбазанын агып мүнөздөмөлөргө олуттуу таасирин тийгизет. 4.2-таблицада көрсөтүлгөндөй, босого чыңалуунун деградациясы жана дененин диодунун мүнөздүү деградациясы үчүн үч бурчтук кемтиктердин таасири аз, ал эми бузулуу пропорциялары тиешелүүлүгүнө жараша 26% жана 33% түзөт. Каршылыктын көбөйүшүнө алып келсек, үч бурчтук кемчиликтердин таасири алсыз, ал эми бузулуу катышы болжол менен 33% ды түзөт.
MOSFET аппаратынын мүнөздөмөлөрүнө эпитаксиалдык чуңкур кемчиликтеринин таасири
4.8-сүрөт эпитаксиалдык чуңкур кемчиликтерин камтыган түзүлүштүн беш мүнөздөмөсүнүн статистикалык бөлүштүрүлүшүнүн гистограммасы. Көк чекиттүү сызык аппараттын мүнөздөмөлөрүнүн начарлашы үчүн бөлүүчү сызык, ал эми кызыл чекиттүү сызык - аппараттын бузулушу үчүн бөлүүчү сызык. Мындан SiC MOSFET үлгүсүндөгү эпитаксиалдык чуңкур кемчиликтерин камтыган аппараттардын саны үч бурчтуу кемчиликтерди камтыган аппараттардын санына барабар экенин көрүүгө болот. Эпитаксиалдык чуңкур кемчиликтеринин аппараттын мүнөздөмөлөрүнө тийгизген таасири үч бурчтуу кемчиликтерден айырмаланат. Аппараттын бузулушуна келсек, эпитаксиалдык чуңкурдун дефекттерин камтыган аппараттардын бузулуу көрсөткүчү 47%ды гана түзөт. Үч бурчтуу дефекттерге салыштырмалуу эпитаксиалдык чуңкурдун дефекттеринин аппараттын тескери агып чыгуу жана дарбазадан агып чыгуу мүнөздөмөлөрүнө тийгизген таасири кыйла алсыраган, деградация коэффициенти тиешелүүлүгүнө жараша 53% жана 38%, 4.3-таблицада көрсөтүлгөн. Башка жагынан алганда, эпитаксиалдык чуңкур кемчиликтеринин босого чыңалуу өзгөчөлүктөрүнө, дененин диодунун өткөрүмдүүлүк мүнөздөмөлөрүнө жана каршылыкка тийгизген таасири үч бурчтуу кемчиликтерге караганда көбүрөөк, деградация катышы 38% га жетет.
Жалпысынан алганда, эки морфологиялык кемчиликтер, тактап айтканда, үч бурчтуктар жана эпитаксиалдык чуңкурлар, SiC MOSFET аппараттарынын бузулушуна жана мүнөздүү бузулушуна олуттуу таасирин тийгизет. Үч бурчтуу кемчиликтердин болушу эң өлүмгө дуушар болуп, бузулуу деңгээли 93% га чейин, негизинен аппараттын тескери агып кетүүсүнүн олуттуу өсүшү катары көрүнөт. Эпитаксиалдык чуңкур кемчиликтери бар түзмөктөр 47% га азыраак иштебей калган. Бирок, үч бурчтуу кемчиликтерге караганда, эпитаксиалдык чуңкур кемчиликтери аппараттын босого чыңалуусуна, дененин диодунун өткөрүү өзгөчөлүктөрүнө жана каршылык көрсөтүүсүнө көбүрөөк таасир этет.
Посттун убактысы: 16-апрель-2024