Триаголен дефект
Триаголните дефекти се најфаталните морфолошки дефекти во епитаксијалните слоеви на SiC. Голем број литературни извештаи покажаа дека формирањето на триаголни дефекти е поврзано со кристалната форма 3C. Меѓутоа, поради различните механизми на раст, морфологијата на многу триаголни дефекти на површината на епитаксијалниот слој е сосема различна. Грубо може да се подели на следниве типови:
(1) Постојат триаголни дефекти со големи честички на врвот
Овој тип на триаголен дефект има голема сферична честичка на врвот, која може да биде предизвикана од паѓање на предмети за време на процесот на раст. Од ова теме може да се забележи мала триаголна површина со груба површина надолу. Ова се должи на фактот дека за време на епитаксијалниот процес, два различни 3C-SiC слоја се формираат сукцесивно во триаголната област, од кои првиот слој е нуклеарен на интерфејсот и расте низ протокот на чекорот 4H-SiC. Како што се зголемува дебелината на епитаксијалниот слој, вториот слој од политип 3C се јадре и расте во помали триаголни јами, но чекорот на раст 4H не ја покрива целосно областа на политип 3C, што ја прави областа на жлебот во облик на V од 3C-SiC сè уште јасно видливи
(2) Има мали честички на врвот и триаголни дефекти со груба површина
Честичките на темињата на овој тип на триаголен дефект се многу помали, како што е прикажано на слика 4.2. И поголемиот дел од триаголната област е покриена со чекорниот проток на 4H-SiC, односно целиот слој 3C-SiC е целосно вграден под слојот 4H-SiC. Само чекорите на раст на 4H-SiC може да се видат на триаголната површина на дефектот, но овие чекори се многу поголеми од конвенционалните чекори за раст на кристалите 4H.
(3) Триаголни дефекти со мазна површина
Овој тип на триаголен дефект има морфологија на мазна површина, како што е прикажано на слика 4.3. За такви триаголни дефекти, слојот 3C-SiC е покриен со чекорот на протокот на 4H-SiC, а формата на кристалот 4H на површината станува пофина и помазна.
Епитаксијални дефекти на јамата
Епитаксијалните јами (Pits) се еден од најчестите површински морфолошки дефекти, а нивната типична површинска морфологија и структурен преглед се прикажани на Слика 4.4. Локацијата на корозивни јами со дислокација на навој (TD) забележана по офортувањето KOH на задниот дел од уредот има јасна кореспонденција со локацијата на епитаксијалните јами пред подготовката на уредот, што покажува дека формирањето на дефекти на епитаксијалната јама е поврзано со дислокациите на навојот.
дефекти на морков
Дефектите од морков се чест површински дефект во епитаксијалните слоеви 4H-SiC, а нивната типична морфологија е прикажана на слика 4.5. Дефектот од морков е пријавен дека е формиран од пресекот на франконските и призматичните раседи на натрупување лоцирани на базалната рамнина поврзани со дислокации слични на чекори. Исто така, забележано е дека формирањето на дефекти на морков е поврзано со TSD во подлогата. Tsuchida H. et al. откриле дека густината на дефектите на морковот во епитаксијалниот слој е пропорционална со густината на TSD во подлогата. И со споредување на морфолошките слики на површината пред и по епитаксијалниот раст, може да се открие дека сите забележани дефекти на морков одговараат на TSD во подлогата. Ву Х. и сор. ја користел карактеризацијата на тестот за расејување Раман за да открие дека дефектите на морковот не ја содржат формата на кристалот 3C, туку само политипот 4H-SiC.
Ефект на триаголни дефекти врз карактеристиките на уредот MOSFET
Слика 4.7 е хистограм на статистичката дистрибуција на пет карактеристики на уред кој содржи триаголни дефекти. Сината точкаста линија е разделна линија за деградација на карактеристиките на уредот, а црвената точки линија е линијата за поделба за дефект на уредот. За дефект на уредот, триаголните дефекти имаат големо влијание, а стапката на неуспех е поголема од 93%. Ова главно се припишува на влијанието на триаголните дефекти врз карактеристиките на обратното истекување на уредите. До 93% од уредите што содржат триаголни дефекти имаат значително зголемено обратно истекување. Покрај тоа, триаголните дефекти исто така имаат сериозно влијание врз карактеристиките на истекување на портата, со стапка на деградација од 60%. Како што е прикажано во Табела 4.2, за деградација на прагот на напонот и деградација на карактеристичните диоди на телото, влијанието на триаголните дефекти е мало, а пропорциите на деградација се соодветно 26% и 33%. Во однос на предизвикување зголемување на отпорноста, влијанието на триаголните дефекти е слабо, а соодносот на деградација е околу 33%.
Ефект на дефекти на епитаксијална јама врз карактеристиките на уредот MOSFET
Слика 4.8 е хистограм на статистичката дистрибуција на пет карактеристики на уред кој содржи дефекти на епитаксијална јама. Сината точкаста линија е разделна линија за деградација на карактеристиките на уредот, а црвената точки линија е линијата за поделба за дефект на уредот. Од ова може да се види дека бројот на уреди што содржат дефекти на епитаксијална јама во примерокот SiC MOSFET е еквивалентен на бројот на уреди што содржат триаголни дефекти. Влијанието на дефектите на епитаксијалната јама врз карактеристиките на уредот е различно од она на триаголните дефекти. Во однос на неуспехот на уредот, стапката на неуспех на уредите што содржат дефекти на епитаксијална јама е само 47%. Во споредба со триаголните дефекти, влијанието на дефектите на епитаксијалната јама врз карактеристиките на обратното истекување и карактеристиките на истекувањето на портата на уредот е значително ослабено, со коефициенти на деградација од 53% и 38%, соодветно, како што е прикажано во Табела 4.3. Од друга страна, влијанието на дефектите на епитаксијалната јама врз карактеристиките на прагот на напонот, карактеристиките на спроводливоста на диодата на телото и отпорот е поголем од оној на триаголните дефекти, при што соодносот на деградација достигнува 38%.
Генерално, два морфолошки дефекти, имено триаголници и епитаксијални јами, имаат значително влијание врз дефектот и карактеристичната деградација на уредите SiC MOSFET. Постоењето на триаголни дефекти е најфатално, со стапка на дефект дури 93%, главно манифестирана како значително зголемување на обратното истекување на уредот. Уредите што содржат дефекти на епитаксијална јама имале помала стапка на дефект од 47%. Сепак, дефектите на епитаксијалната јама имаат поголемо влијание врз напонот на прагот на уредот, карактеристиките на спроводливоста на диодата на телото и на отпорноста отколку триаголните дефекти.
Време на објавување: април-16-2024 година