Difett trijangolari
Id-difetti trijangolari huma l-aktar difetti morfoloġiċi fatali fis-saffi epitassjali tas-SiC. Numru kbir ta 'rapporti tal-letteratura wrew li l-formazzjoni ta' difetti trijangolari hija relatata mal-forma tal-kristall 3C. Madankollu, minħabba mekkaniżmi ta 'tkabbir differenti, il-morfoloġija ta' ħafna difetti trijangolari fuq il-wiċċ tas-saff epitassjali hija pjuttost differenti. Jista 'jinqasam bejn wieħed u ieħor fit-tipi li ġejjin:
(1) Hemm difetti trijangolari bi partiċelli kbar fil-parti ta 'fuq
Dan it-tip ta 'difett trijangolari għandu partiċella sferika kbira fil-parti ta' fuq, li tista 'tkun ikkawżata minn oġġetti li jaqgħu matul il-proċess tat-tkabbir. Żona trijangolari żgħira b'wiċċ mhux maħdum tista' tiġi osservata 'l isfel minn dan il-vertiċi. Dan huwa dovut għall-fatt li matul il-proċess epitassjali, żewġ saffi 3C-SiC differenti huma ffurmati suċċessivament fiż-żona trijangolari, li minnhom l-ewwel saff huwa nukleat fl-interface u jikber permezz tal-fluss tal-pass 4H-SiC. Hekk kif tiżdied il-ħxuna tas-saff epitassjali, it-tieni saff ta 'politip 3C jinnuklea u jikber f'ħofor trijangolari iżgħar, iżda l-pass tat-tkabbir 4H ma jkoprix kompletament iż-żona tal-politip 3C, u jagħmel iż-żona tal-kanal f'forma ta' V ta '3C-SiC għadha ċara. viżibbli
(2) Hemm partiċelli żgħar fil-parti ta 'fuq u difetti trijangolari b'wiċċ mhux maħdum
Il-partiċelli fil-vertiċi ta 'dan it-tip ta' difett trijangolari huma ħafna iżgħar, kif muri fil-Figura 4.2. U l-biċċa l-kbira taż-żona trijangolari hija koperta mill-fluss tal-pass ta '4H-SiC, jiġifieri, is-saff kollu 3C-SiC huwa kompletament inkorporat taħt is-saff 4H-SiC. Il-passi tat-tkabbir ta '4H-SiC biss jistgħu jidhru fuq il-wiċċ tad-difett trijangolari, iżda dawn il-passi huma ħafna akbar mill-passi konvenzjonali tat-tkabbir tal-kristall 4H.
(3) Difetti trijangolari b'wiċċ lixx
Dan it-tip ta 'difett trijangolari għandu morfoloġija tal-wiċċ lixx, kif muri fil-Figura 4.3. Għal tali difetti trijangolari, is-saff 3C-SiC huwa kopert mill-fluss pass ta '4H-SiC, u l-forma tal-kristall 4H fuq il-wiċċ tikber aktar fina u bla xkiel.
Difetti fil-fossa epitassjali
Il-fosos epitassjali (Fosos) huma wieħed mid-difetti l-aktar komuni tal-morfoloġija tal-wiċċ, u l-morfoloġija tipika tal-wiċċ u l-kontorn strutturali tagħhom huma murija fil-Figura 4.4. Il-post tal-ħofor tal-korrużjoni tad-dislokazzjoni tal-kamin (TD) osservati wara l-inċiżjoni KOH fuq wara tal-apparat għandu korrispondenza ċara mal-post tal-ħofor epitassjali qabel il-preparazzjoni tal-apparat, li jindika li l-formazzjoni ta 'difetti tal-ħofra epitassjali hija relatata ma' dislokazzjonijiet tal-kamin.
difetti tal-karrotta
Id-difetti tal-karrotta huma difett komuni tal-wiċċ fis-saffi epitassjali 4H-SiC, u l-morfoloġija tipika tagħhom tidher fil-Figura 4.5. Id-difett tal-karrotta huwa rrappurtat li huwa ffurmat mill-intersezzjoni ta 'ħsarat ta' stivar Franconian u priżmatiċi li jinsabu fuq il-pjan bażali konnessi b'dislokazzjonijiet simili. Ġie rrappurtat ukoll li l-formazzjoni ta 'difetti tal-karrotta hija relatata ma' TSD fis-sottostrat. Tsuchida H. et al. sabet li d-densità tad-difetti tal-karrotta fis-saff epitassjali hija proporzjonali għad-densità ta 'TSD fis-sottostrat. U billi jitqabblu l-immaġini tal-morfoloġija tal-wiċċ qabel u wara t-tkabbir epitassjali, id-difetti kollha osservati tal-karrotta jistgħu jinstabu li jikkorrispondu mat-TSD fis-sottostrat. Wu H. et al. uża karatterizzazzjoni tat-test tat-tifrix Raman biex issib li d-difetti tal-karrotta ma kienx fihom il-forma tal-kristall 3C, iżda biss il-politip 4H-SiC.
Effett ta 'difetti trijangolari fuq il-karatteristiċi tal-apparat MOSFET
Il-Figura 4.7 hija istogramma tad-distribuzzjoni statistika ta' ħames karatteristiċi ta' apparat li fih difetti trijangolari. Il-linja bit-tikek blu hija l-linja diviżorja għad-degradazzjoni tal-karatteristika tal-apparat, u l-linja bit-tikek ħamra hija l-linja diviżorja għall-falliment tal-apparat. Għall-falliment tal-apparat, id-difetti trijangolari għandhom impatt kbir, u r-rata ta 'falliment hija akbar minn 93%. Dan huwa prinċipalment attribwit għall-influwenza ta 'difetti trijangolari fuq il-karatteristiċi ta' tnixxija inversa tal-apparati. Sa 93% tal-apparati li fihom difetti trijangolari żiedu b'mod sinifikanti t-tnixxija inversa. Barra minn hekk, id-difetti trijangolari għandhom ukoll impatt serju fuq il-karatteristiċi tat-tnixxija tal-bieb, b'rata ta 'degradazzjoni ta' 60%. Kif muri fit-Tabella 4.2, għal degradazzjoni tal-vultaġġ tal-limitu u degradazzjoni karatteristika tad-dijodu tal-ġisem, l-impatt tad-difetti trijangolari huwa żgħir, u l-proporzjonijiet tad-degradazzjoni huma 26% u 33% rispettivament. F'termini li tikkawża żieda fir-reżistenza fuq, l-impatt tad-difetti trijangolari huwa dgħajjef, u l-proporzjon tad-degradazzjoni huwa ta 'madwar 33%.
Effett tad-difetti tal-fossa epitassjali fuq il-karatteristiċi tal-apparat MOSFET
Il-Figura 4.8 hija istogramma tad-distribuzzjoni statistika ta 'ħames karatteristiċi ta' apparat li fih difetti tal-fossa epitassjali. Il-linja bit-tikek blu hija l-linja diviżorja għad-degradazzjoni tal-karatteristika tal-apparat, u l-linja bit-tikek ħamra hija l-linja diviżorja għall-falliment tal-apparat. Minn dan jista 'jidher li n-numru ta' apparati li fihom difetti tal-fossa epitassjali fil-kampjun SiC MOSFET huwa ekwivalenti għan-numru ta 'apparati li fihom difetti trijangolari. L-impatt tad-difetti tal-fossa epitassjali fuq il-karatteristiċi tal-apparat huwa differenti minn dak tad-difetti trijangolari. F'termini ta 'falliment ta' apparat, ir-rata ta 'falliment ta' apparati li fihom difetti tal-fossa epitassjali hija biss 47%. Meta mqabbel ma 'difetti trijangolari, l-impatt tad-difetti tal-fossa epitassjali fuq il-karatteristiċi ta' tnixxija inversa u l-karatteristiċi ta 'tnixxija tal-bieb tal-apparat huwa mdgħajjef b'mod sinifikanti, bi proporzjonijiet ta' degradazzjoni ta '53% u 38% rispettivament, kif muri fit-Tabella 4.3. Min-naħa l-oħra, l-impatt tad-difetti tal-fossa epitassjali fuq il-karatteristiċi tal-vultaġġ tal-limitu, il-karatteristiċi tal-konduzzjoni tad-dijodu tal-ġisem u r-reżistenza fuq huwa akbar minn dak ta 'difetti trijangolari, bil-proporzjon ta' degradazzjoni jilħaq 38%.
B'mod ġenerali, żewġ difetti morfoloġiċi, jiġifieri triangoli u fosos epitassjali, għandhom impatt sinifikanti fuq il-falliment u d-degradazzjoni karatteristika tal-apparati SiC MOSFET. L-eżistenza ta 'difetti trijangolari hija l-aktar fatali, b'rata ta' falliment għoli sa 93%, prinċipalment manifestata bħala żieda sinifikanti fit-tnixxija inversa tal-apparat. L-apparati li fihom difetti tal-fossa epitassjali kellhom rata ta 'falliment aktar baxxa ta' 47%. Madankollu, id-difetti tal-fossa epitassjali għandhom impatt akbar fuq il-vultaġġ tal-limitu tal-apparat, il-karatteristiċi tal-konduzzjoni tad-dijodu tal-ġisem u r-reżistenza fuq minn difetti trijangolari.
Ħin tal-post: Apr-16-2024