Гурвалжингийн согог
Гурвалжин хэлбэрийн согогууд нь SiC эпитаксиаль давхаргын морфологийн хамгийн үхлийн гэмтэл юм. Олон тооны уран зохиолын тайланд гурвалжин хэлбэрийн согог үүсэх нь 3С болор хэлбэртэй холбоотой болохыг харуулсан. Гэсэн хэдий ч янз бүрийн өсөлтийн механизмын улмаас эпитаксиаль давхаргын гадаргуу дээрх олон гурвалжин согогийн морфологи нь огт өөр байдаг. Үүнийг дараахь төрлүүдэд хувааж болно.
(1) Дээд талд нь том тоосонцор бүхий гурвалжин хэлбэрийн согогууд байна
Энэ төрлийн гурвалжин хэлбэрийн согог нь дээд хэсэгтээ том бөмбөрцөг хэлбэртэй бөөмстэй байдаг бөгөөд энэ нь өсөлтийн явцад унасан объектуудаас үүдэлтэй байж болно. Энэ оройноос доошоо чиглэсэн барзгар гадаргуутай жижиг гурвалжин талбайг ажиглаж болно. Энэ нь эпитаксиаль процессын үед гурвалжин хэсэгт хоёр өөр 3C-SiC давхарга дараалан үүсдэг бөгөөд тэдгээрийн эхний давхарга нь интерфэйс дээр бөөмжиж, 4H-SiC алхамын урсгалаар ургадаг. Эпитаксиаль давхаргын зузаан нэмэгдэхийн хэрээр 3С политипийн хоёр дахь давхарга бөөмжиж, жижиг гурвалжин нүхэнд ургах боловч 4Н өсөлтийн үе шат нь 3С политипийн талбайг бүрэн хамрахгүй тул 3C-SiC-ийн V хэлбэрийн ховилын талбай тодорхой хэвээр байна. харагдахуйц
(2) Дээд талд нь жижиг хэсгүүд, барзгар гадаргуутай гурвалжин хэлбэрийн согогууд байдаг
Энэ төрлийн гурвалжин согогийн оройн хэсгүүд нь 4.2-р зурагт үзүүлсэн шиг хамаагүй бага байдаг. Гурвалжин талбайн ихэнх хэсэг нь 4H-SiC-ийн шаталсан урсгалаар бүрхэгдсэн байдаг, өөрөөр хэлбэл 3C-SiC давхарга бүхэлдээ 4H-SiC давхаргын доор бүрэн шингэсэн байдаг. Гурвалжин хэлбэрийн согогийн гадаргуу дээр зөвхөн 4H-SiC-ийн өсөлтийн үе шатууд харагдах боловч эдгээр алхмууд нь ердийн 4H болор өсөлтийн үе шатуудаас хамаагүй том юм.
(3) Гөлгөр гадаргуутай гурвалжин хэлбэрийн согогууд
Энэ төрлийн гурвалжин хэлбэрийн согог нь 4.3-р зурагт үзүүлсэн шиг гөлгөр гадаргуугийн морфологитой байдаг. Ийм гурвалжин хэлбэрийн согогуудын хувьд 3C-SiC давхарга нь 4H-SiC-ийн шаталсан урсгалаар бүрхэгдсэн бөгөөд гадаргуу дээрх 4H болор хэлбэр нь илүү нарийн, жигд ургадаг.
Эпитаксиаль нүхний гажиг
Эпитаксиаль нүх (Нүх) нь гадаргуугийн морфологийн хамгийн түгээмэл согогуудын нэг бөгөөд тэдгээрийн ердийн гадаргуугийн морфологи, бүтцийн тоймыг Зураг 4.4-т үзүүлэв. Төхөөрөмжийн ар тал дээр KOH сийлбэр хийсний дараа ажиглагдсан утаснуудын эвдрэлийн (TD) зэврэлтээс үүссэн нүхний байршил нь төхөөрөмжийг бэлтгэхээс өмнө эпитаксиаль нүхний байршилтай тодорхой тохирч байгаа нь эпитаксийн нүхний согог үүсэх нь утаснуудын мултралтай холбоотой болохыг харуулж байна.
луувангийн согог
Луувангийн согог нь 4H-SiC эпитаксиаль давхаргын нийтлэг гадаргуугийн согог бөгөөд тэдгээрийн ердийн морфологийг Зураг 4.5-т үзүүлэв. Луувангийн согог нь шат хэлбэрийн мултралаар холбогдсон суурь хавтгайд байрлах франкийн ба призматик давхаргын хагарлын огтлолцолоос үүссэн гэж мэдээлсэн. Мөн луувангийн гажиг үүсэх нь субстрат дахь TSD-тэй холбоотой гэж мэдээлсэн. Tsuchida H. et al. эпитаксиаль давхарга дахь луувангийн согогийн нягт нь субстрат дахь TSD-ийн нягтралтай пропорциональ байгааг олж мэдсэн. Мөн эпитаксиаль өсөлтийн өмнөх ба дараа гадаргуугийн морфологийн зургийг харьцуулж үзвэл луувангийн бүх ажиглагдсан согогууд нь субстрат дахь TSD-тэй тохирч байгааг олж мэднэ. Wu H. et al. луувангийн согог нь 3С болор хэлбэрийг агуулаагүй, зөвхөн 4H-SiC политипийг агуулахын тулд Раман тараалтын туршилтын шинж чанарыг ашигласан.
Гурвалжин хэлбэрийн согогийн MOSFET төхөөрөмжийн шинж чанарт үзүүлэх нөлөө
Зураг 4.7 нь гурвалжин хэлбэрийн согог агуулсан төхөөрөмжийн таван шинж чанарын статистикийн тархалтын гистограмм юм. Цэнхэр тасархай шугам нь төхөөрөмжийн шинж чанарын доройтол, улаан тасархай шугам нь төхөөрөмжийн эвдрэлийг хуваах шугам юм. Төхөөрөмжийн эвдрэлийн хувьд гурвалжин хэлбэрийн согогууд нь маш их нөлөө үзүүлдэг бөгөөд эвдрэлийн түвшин 93% -иас их байдаг. Энэ нь голчлон төхөөрөмжүүдийн урвуу гоожих шинж чанарт гурвалжин согогийн нөлөөлөлтэй холбоотой юм. Гурвалжин хэлбэрийн согог агуулсан төхөөрөмжүүдийн 93 хүртэлх хувь нь урвуу гоожих нь мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн байна. Үүнээс гадна гурвалжин хэлбэрийн согогууд нь хаалганы нэвчилтийн шинж чанарт ноцтой нөлөө үзүүлдэг бөгөөд эвдрэлийн түвшин 60% байна. Хүснэгт 4.2-т үзүүлснээр босго хүчдэлийн бууралт болон биеийн диодын шинж чанарын доройтлын хувьд гурвалжин хэлбэрийн согогийн нөлөөлөл бага, доройтлын хувь хэмжээ тус тус 26% ба 33% байна. Эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэхийн тулд гурвалжин согогийн нөлөөлөл сул, доройтлын харьцаа ойролцоогоор 33% байна.
MOSFET төхөөрөмжийн шинж чанарт эпитаксиаль нүхний согогийн нөлөө
Зураг 4.8 нь эпитаксиаль нүхний согог агуулсан төхөөрөмжийн таван шинж чанарын статистикийн тархалтын гистограмм юм. Цэнхэр тасархай шугам нь төхөөрөмжийн шинж чанарын доройтол, улаан тасархай шугам нь төхөөрөмжийн эвдрэлийг хуваах шугам юм. Эндээс харахад SiC MOSFET дээжинд эпитаксиаль нүхний согог агуулсан төхөөрөмжүүдийн тоо нь гурвалжин хэлбэрийн согог агуулсан төхөөрөмжүүдийн тоотой тэнцүү байна. Эпитаксиаль нүхний согогийн төхөөрөмжийн шинж чанарт үзүүлэх нөлөө нь гурвалжингийн согогоос ялгаатай. Төхөөрөмжийн эвдрэлийн хувьд эпитаксиаль нүхний согог агуулсан төхөөрөмжүүдийн эвдрэлийн түвшин ердөө 47% байна. Гурвалжин хэлбэрийн согогтой харьцуулахад эпитаксиаль нүхний согогийн нөлөөллийн төхөөрөмжийн урвуу нэвчилт болон хаалганы нэвчилтийн шинж чанарт үзүүлэх нөлөөлөл нь мэдэгдэхүйц суларч, эвдрэлийн харьцаа 53% ба 38% тус тус байгааг Хүснэгт 4.3-т үзүүлэв. Нөгөөтэйгүүр, эпитаксиаль нүхний согогийн босго хүчдэлийн шинж чанар, биеийн диодын дамжуулалтын шинж чанар, эсэргүүцэлд үзүүлэх нөлөө нь гурвалжингийн согогоос илүү бөгөөд доройтлын харьцаа 38% хүрч байна.
Ерөнхийдөө гурвалжин ба эпитаксиаль нүх гэх хоёр морфологийн согог нь SiC MOSFET төхөөрөмжүүдийн эвдрэл, шинж чанарын доройтолд ихээхэн нөлөөлдөг. Гурвалжин хэлбэрийн согог байгаа нь хамгийн их үхэлд хүргэдэг бөгөөд эвдрэлийн түвшин 93% хүрдэг бөгөөд энэ нь голчлон төхөөрөмжийн урвуу нэвчилт мэдэгдэхүйц нэмэгдсэнээр илэрдэг. Эпитаксиаль нүхний согог агуулсан төхөөрөмжүүдийн эвдрэлийн түвшин 47% -иар бага байсан. Гэсэн хэдий ч эпитаксиаль нүхний согогууд нь гурвалжин хэлбэрийн согогоос илүү төхөөрөмжийн босго хүчдэл, биеийн диодын дамжуулалтын шинж чанар, эсэргүүцэлд илүү их нөлөөлдөг.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 4-р сарын 16