ത്രികോണ വൈകല്യം
SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളികളിലെ ഏറ്റവും മാരകമായ രൂപാന്തര വൈകല്യങ്ങളാണ് ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങൾ. ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങളുടെ രൂപീകരണം 3C ക്രിസ്റ്റൽ രൂപവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണെന്ന് ധാരാളം സാഹിത്യ റിപ്പോർട്ടുകൾ കാണിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, വ്യത്യസ്ത വളർച്ചാ സംവിധാനങ്ങൾ കാരണം, എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളിയുടെ ഉപരിതലത്തിലെ പല ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങളുടെയും രൂപഘടന തികച്ചും വ്യത്യസ്തമാണ്. ഇതിനെ ഏകദേശം ഇനിപ്പറയുന്ന തരങ്ങളായി തിരിക്കാം:
(1) മുകളിൽ വലിയ കണങ്ങളുള്ള ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങളുണ്ട്
ഇത്തരത്തിലുള്ള ത്രികോണ വൈകല്യത്തിന് മുകളിൽ ഒരു വലിയ ഗോളാകൃതിയിലുള്ള കണികയുണ്ട്, വളർച്ചാ പ്രക്രിയയിൽ വസ്തുക്കൾ വീഴുന്നത് മൂലമാകാം. പരുക്കൻ പ്രതലമുള്ള ഒരു ചെറിയ ത്രികോണാകൃതിയിലുള്ള പ്രദേശം ഈ ശീർഷത്തിൽ നിന്ന് താഴേക്ക് നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിയും. എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പ്രക്രിയയിൽ, ത്രികോണാകൃതിയിലുള്ള ഭാഗത്ത് രണ്ട് വ്യത്യസ്ത 3C-SiC പാളികൾ തുടർച്ചയായി രൂപം കൊള്ളുന്നു, അതിൽ ആദ്യ പാളി ഇൻ്റർഫേസിൽ ന്യൂക്ലിയേറ്റ് ചെയ്യുകയും 4H-SiC സ്റ്റെപ്പ് ഫ്ലോയിലൂടെ വളരുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നതാണ് ഇതിന് കാരണം. എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളിയുടെ കനം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച്, 3C പോളിടൈപ്പിൻ്റെ രണ്ടാമത്തെ പാളി ചെറിയ ത്രികോണാകൃതിയിലുള്ള കുഴികളിൽ വളരുന്നു, എന്നാൽ 4H വളർച്ചാ ഘട്ടം 3C പോളിടൈപ്പ് ഏരിയയെ പൂർണ്ണമായും മറയ്ക്കുന്നില്ല, ഇത് V- ആകൃതിയിലുള്ള ഗ്രോവ് ഏരിയ 3C-SiC ആക്കി മാറ്റുന്നു. ദൃശ്യമാണ്
(2) മുകളിൽ ചെറിയ കണങ്ങളും പരുക്കൻ പ്രതലമുള്ള ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങളുമുണ്ട്
ചിത്രം 4.2 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഇത്തരത്തിലുള്ള ത്രികോണ വൈകല്യത്തിൻ്റെ ലംബങ്ങളിലെ കണികകൾ വളരെ ചെറുതാണ്. ത്രികോണാകൃതിയിലുള്ള പ്രദേശത്തിൻ്റെ ഭൂരിഭാഗവും 4H-SiC യുടെ സ്റ്റെപ്പ് ഫ്ലോയാൽ മൂടപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, അതായത്, മുഴുവൻ 3C-SiC ലെയറും 4H-SiC ലെയറിനു കീഴിൽ പൂർണ്ണമായും ഉൾച്ചേർത്തിരിക്കുന്നു. ത്രികോണ വൈകല്യമുള്ള പ്രതലത്തിൽ 4H-SiC യുടെ വളർച്ചാ ഘട്ടങ്ങൾ മാത്രമേ കാണാനാകൂ, എന്നാൽ ഈ ഘട്ടങ്ങൾ പരമ്പരാഗത 4H ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ ഘട്ടങ്ങളേക്കാൾ വളരെ വലുതാണ്.
(3) മിനുസമാർന്ന പ്രതലമുള്ള ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങൾ
ചിത്രം 4.3 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഇത്തരത്തിലുള്ള ത്രികോണ വൈകല്യത്തിന് സുഗമമായ ഉപരിതല രൂപമുണ്ട്. അത്തരം ത്രികോണാകൃതിയിലുള്ള വൈകല്യങ്ങൾക്ക്, 3C-SiC പാളി 4H-SiC യുടെ സ്റ്റെപ്പ് ഫ്ലോ കൊണ്ട് മൂടിയിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഉപരിതലത്തിലെ 4H ക്രിസ്റ്റൽ രൂപം കൂടുതൽ സൂക്ഷ്മവും സുഗമവുമായി വളരുന്നു.
എപ്പിറ്റാക്സിയൽ കുഴി വൈകല്യങ്ങൾ
എപ്പിറ്റാക്സിയൽ കുഴികൾ (കുഴികൾ) ഏറ്റവും സാധാരണമായ ഉപരിതല രൂപശാസ്ത്ര വൈകല്യങ്ങളിൽ ഒന്നാണ്, അവയുടെ സാധാരണ ഉപരിതല രൂപഘടനയും ഘടനാപരമായ രൂപരേഖയും ചിത്രം 4.4-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ഉപകരണത്തിൻ്റെ പിൻഭാഗത്ത് കെഒഎച്ച് എച്ചിംഗിന് ശേഷം നിരീക്ഷിച്ച ത്രെഡിംഗ് ഡിസ്‌ലോക്കേഷൻ (ടിഡി) കോറഷൻ പിറ്റുകളുടെ സ്ഥാനം ഉപകരണം തയ്യാറാക്കുന്നതിന് മുമ്പുള്ള എപ്പിറ്റാക്സിയൽ കുഴികളുടെ സ്ഥാനവുമായി വ്യക്തമായ കത്തിടപാടുകൾ ഉണ്ട്, ഇത് ത്രെഡിംഗ് ഡിസ്‌ലോക്കേഷനുകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
കാരറ്റ് വൈകല്യങ്ങൾ
കാരറ്റ് വൈകല്യങ്ങൾ 4H-SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളികളിലെ ഒരു സാധാരണ ഉപരിതല വൈകല്യമാണ്, അവയുടെ സാധാരണ രൂപഘടന ചിത്രം 4.5 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. സ്റ്റെപ്പ് പോലുള്ള ഡിസ്ലോക്കേഷനുകളാൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ബേസൽ പ്ലെയിനിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ഫ്രാങ്കോണിയൻ, പ്രിസ്മാറ്റിക് സ്റ്റാക്കിംഗ് ഫോൾട്ടുകളുടെ വിഭജനം വഴിയാണ് കാരറ്റ് വൈകല്യം രൂപപ്പെടുന്നത്. ക്യാരറ്റ് വൈകല്യങ്ങളുടെ രൂപീകരണം അടിവസ്ത്രത്തിലെ ടിഎസ്ഡിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്നും റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. സുചിദ എച്ച്. തുടങ്ങിയവർ. എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളിയിലെ കാരറ്റ് വൈകല്യങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത അടിവസ്ത്രത്തിലെ ടിഎസ്ഡിയുടെ സാന്ദ്രതയ്ക്ക് ആനുപാതികമാണെന്ന് കണ്ടെത്തി. എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചയ്ക്ക് മുമ്പും ശേഷവും ഉപരിതല രൂപഘടന ചിത്രങ്ങൾ താരതമ്യം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, നിരീക്ഷിച്ച എല്ലാ കാരറ്റ് വൈകല്യങ്ങളും അടിവസ്ത്രത്തിലെ ടിഎസ്ഡിയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നതായി കണ്ടെത്താനാകും. വു എച്ച്. തുടങ്ങിയവർ. കാരറ്റ് വൈകല്യങ്ങളിൽ 3C ക്രിസ്റ്റൽ രൂപം അടങ്ങിയിട്ടില്ലെന്നും 4H-SiC പോളിടൈപ്പ് മാത്രമാണെന്നും രാമൻ സ്‌കാറ്ററിംഗ് ടെസ്റ്റ് സ്വഭാവം ഉപയോഗിച്ചു.
MOSFET ഉപകരണ സവിശേഷതകളിൽ ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങളുടെ പ്രഭാവം
ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങൾ അടങ്ങിയ ഉപകരണത്തിൻ്റെ അഞ്ച് സ്വഭാവസവിശേഷതകളുടെ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്ക് വിതരണത്തിൻ്റെ ഒരു ഹിസ്റ്റോഗ്രാം ആണ് ചിത്രം 4.7. നീല കുത്തുകളുള്ള രേഖ ഉപകരണത്തിൻ്റെ സ്വഭാവ ഡീഗ്രേഡേഷനുള്ള വിഭജന രേഖയാണ്, കൂടാതെ ചുവന്ന ഡോട്ടുള്ള രേഖ ഉപകരണ പരാജയത്തിൻ്റെ വിഭജന രേഖയാണ്. ഉപകരണത്തിൻ്റെ പരാജയത്തിന്, ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങൾ വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു, പരാജയ നിരക്ക് 93% ൽ കൂടുതലാണ്. ഉപകരണങ്ങളുടെ റിവേഴ്സ് ലീക്കേജ് സ്വഭാവസവിശേഷതകളിൽ ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങളുടെ സ്വാധീനമാണ് ഇതിന് പ്രധാനമായും കാരണം. ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങൾ അടങ്ങിയ ഉപകരണങ്ങളിൽ 93% വരെ റിവേഴ്സ് ചോർച്ച ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിച്ചു. കൂടാതെ, ത്രികോണാകൃതിയിലുള്ള വൈകല്യങ്ങൾ ഗേറ്റ് ചോർച്ചയുടെ സ്വഭാവസവിശേഷതകളിൽ ഗുരുതരമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു, 60% നശീകരണ നിരക്ക്. പട്ടിക 4.2-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ത്രെഷോൾഡ് വോൾട്ടേജ് ഡീഗ്രേഡേഷനും ബോഡി ഡയോഡ് സ്വഭാവസവിശേഷത ഡീഗ്രേഡേഷനും, ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങളുടെ ആഘാതം ചെറുതാണ്, 26% ഉം 33% ഉം യഥാക്രമം. ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസിൻ്റെ വർദ്ധനവിന് കാരണമാകുന്ന കാര്യത്തിൽ, ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങളുടെ ആഘാതം ദുർബലമാണ്, ഡീഗ്രഡേഷൻ അനുപാതം ഏകദേശം 33% ആണ്.
MOSFET ഉപകരണത്തിൻ്റെ സവിശേഷതകളിൽ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പിറ്റ് വൈകല്യങ്ങളുടെ പ്രഭാവം
എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പിറ്റ് വൈകല്യങ്ങൾ അടങ്ങിയ ഉപകരണത്തിൻ്റെ അഞ്ച് സ്വഭാവസവിശേഷതകളുടെ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്ക് വിതരണത്തിൻ്റെ ഒരു ഹിസ്റ്റോഗ്രാം ആണ് ചിത്രം 4.8. നീല കുത്തുകളുള്ള രേഖ ഉപകരണത്തിൻ്റെ സ്വഭാവ ഡീഗ്രേഡേഷനുള്ള വിഭജന രേഖയാണ്, കൂടാതെ ചുവന്ന ഡോട്ടുള്ള രേഖ ഉപകരണ പരാജയത്തിൻ്റെ വിഭജന രേഖയാണ്. SiC MOSFET സാമ്പിളിലെ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ കുഴി വൈകല്യങ്ങൾ അടങ്ങിയ ഉപകരണങ്ങളുടെ എണ്ണം ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങൾ അടങ്ങിയ ഉപകരണങ്ങളുടെ എണ്ണത്തിന് തുല്യമാണെന്ന് ഇതിൽ നിന്ന് കാണാൻ കഴിയും. ഉപകരണത്തിൻ്റെ സവിശേഷതകളിൽ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ കുഴി വൈകല്യങ്ങളുടെ സ്വാധീനം ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്. ഉപകരണ പരാജയത്തിൻ്റെ കാര്യത്തിൽ, എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പിറ്റ് വൈകല്യങ്ങൾ അടങ്ങിയ ഉപകരണങ്ങളുടെ പരാജയ നിരക്ക് 47% മാത്രമാണ്. ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഉപകരണത്തിൻ്റെ റിവേഴ്സ് ലീക്കേജ് സ്വഭാവസവിശേഷതകളിലും ഗേറ്റ് ലീക്കേജ് സ്വഭാവസവിശേഷതകളിലും എപിറ്റാക്സിയൽ പിറ്റ് വൈകല്യങ്ങളുടെ സ്വാധീനം ഗണ്യമായി ദുർബലമാണ്, പട്ടിക 4.3 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ യഥാക്രമം 53% ഉം 38% ഉം ഡീഗ്രേഡേഷൻ അനുപാതം. മറുവശത്ത്, ത്രെഷോൾഡ് വോൾട്ടേജ് സവിശേഷതകൾ, ബോഡി ഡയോഡ് ചാലക സവിശേഷതകൾ, ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് എന്നിവയിൽ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പിറ്റ് വൈകല്യങ്ങളുടെ ആഘാതം ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങളേക്കാൾ കൂടുതലാണ്, ഡീഗ്രഡേഷൻ അനുപാതം 38% വരെ എത്തുന്നു.
പൊതുവേ, രണ്ട് രൂപാന്തര വൈകല്യങ്ങൾ, അതായത് ത്രികോണങ്ങൾ, എപ്പിറ്റാക്സിയൽ കുഴികൾ, SiC MOSFET ഉപകരണങ്ങളുടെ പരാജയത്തിലും സ്വഭാവപരമായ അപചയത്തിലും കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങളുടെ അസ്തിത്വം ഏറ്റവും മാരകമാണ്, പരാജയ നിരക്ക് 93% വരെ ഉയർന്നതാണ്, പ്രധാനമായും ഉപകരണത്തിൻ്റെ റിവേഴ്സ് ചോർച്ചയിൽ ഗണ്യമായ വർദ്ധനവ് പ്രകടമാണ്. എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പിറ്റ് വൈകല്യങ്ങൾ അടങ്ങിയ ഉപകരണങ്ങളുടെ പരാജയ നിരക്ക് 47% കുറവാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ത്രികോണ വൈകല്യങ്ങളേക്കാൾ ഉപകരണത്തിൻ്റെ ത്രെഷോൾഡ് വോൾട്ടേജ്, ബോഡി ഡയോഡ് ചാലക സവിശേഷതകൾ, ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് എന്നിവയിൽ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പിറ്റ് വൈകല്യങ്ങൾ കൂടുതൽ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു.
പോസ്റ്റ് സമയം: ഏപ്രിൽ-16-2024