ٽڪنڊي جي خرابي
ٽڪنڊي عيب سڀ کان وڌيڪ موتمار مورفولوجي عيب آهن SiC epitaxial تہه ۾. ادب جي رپورٽن جو هڪ وڏو تعداد ڏيکاريو ويو آهي ته ٽڪنڊي جي خرابين جي ٺهڻ جو تعلق 3C کرسٽل فارم سان آهي. جڏهن ته، مختلف ترقي جي ميڪانيزم جي ڪري، epitaxial پرت جي مٿاڇري تي ڪيترن ئي ٽڪنڊي نقصن جي مورفولوجي بلڪل مختلف آهي. اهو تقريبن هيٺين قسمن ۾ ورهائي سگهجي ٿو:
(1) ٽڪنڊي نما خرابيون آهن جن جي چوٽي تي وڏا ذرات آهن
ھن قسم جي ٽڪنڊي نقص جي چوٽيءَ تي ھڪڙو وڏو گولي وارو ذرڙو ھوندو آھي، جيڪو وڌڻ جي عمل دوران شين جي گرڻ سبب ٿي سگھي ٿو. ھڪڙي ننڍڙي ٽڪنڊي واري علائقي کي ھڪڙي ٿڌ واري مٿاڇري سان ھن چوٽي کان ھيٺ ڏسي سگھجي ٿو. اهو ان حقيقت جي ڪري آهي ته epitaxial عمل دوران، ٻه مختلف 3C-SiC پرت ٽڪنڊي واري علائقي ۾ لڳاتار ٺاهيا ويا آهن، جن مان پهرين پرت انٽرفيس تي نيوڪليٽ ٿيل آهي ۽ 4H-SiC قدم جي وهڪري ذريعي وڌندي آهي. جيئن جيئن epitaxial پرت جي ٿلهي وڌندي وڃي ٿي، تيئن 3C پوليٽائپ جو ٻيو پرت نيوڪلئيٽس ۽ ننڍڙن ٽڪنڊي گوڏن ۾ وڌندو آهي، پر 4H ترقي وارو مرحلو مڪمل طور تي 3C پوليٽائپ ايريا کي ڍڪي نه ٿو ڏئي، 3C-SiC جي V-شڪل نالي واري علائقي کي اڃا به واضح طور تي ٺاهيندي آهي. ڏسڻ ۾ اچي ٿو
(2) مٿي تي ننڍڙا ذرڙا آهن ۽ ٽڪنڊي نما خرابيون آهن جن جي مٿاڇري تي خرابي آهي
هن قسم جي ٽڪنڊي عيب جي چوڪن تي ذرڙا ننڍا هوندا آهن، جيئن تصوير 4.2 ۾ ڏيکاريل آهي. ۽ ٽڪنڊي وارو علائقو گهڻو ڪري 4H-SiC جي قدم جي وهڪري سان ڍڪيل آهي، اهو آهي، سڄي 3C-SiC پرت مڪمل طور تي 4H-SiC پرت جي هيٺان شامل آهي. صرف 4H-SiC جي ترقي جا مرحلا ٽڪنڊي نقص واري مٿاڇري تي ڏسي سگهجن ٿا، پر اهي مرحلا روايتي 4H ڪرسٽل جي ترقي جي مرحلن کان تمام وڏا آهن.
(3) هموار مٿاڇري سان ٽڪنڊي جي خرابين
هن قسم جي ٽڪنڊي نقص ۾ هڪ هموار مٿاڇري جي مورفولوجي آهي، جيئن تصوير 4.3 ۾ ڏيکاريل آهي. اهڙين ٽڪنڊي نقصن لاءِ، 3C-SiC پرت 4H-SiC جي قدم جي وهڪري سان ڍڪيل آهي، ۽ مٿاڇري تي 4H ڪرسٽل شڪل وڌيڪ بهتر ۽ هموار ٿي وڃي ٿي.
Epitaxial کڏ جي خرابين
Epitaxial pits (Pits) سڀ کان عام سطح جي مورفولوجي جي خرابين مان هڪ آهن، ۽ انهن جي عام سطح جي مورفولوجي ۽ ساخت جو خاڪو تصوير 4.4 ۾ ڏيکاريل آهي. ٿريڊنگ ڊسلوڪشن (TD) corrosion pits جي جڳھ جو مشاهدو ڪيو ويو KOH Eching کان پوءِ ڊوائيس جي پٺيءَ تي، ڊوائيس جي تياري کان اڳ ايپيٽيڪسيل پٽي جي جڳھ سان واضح مطابقت رکي ٿي، ان مان ظاهر ٿئي ٿو ته epitaxial پٽي جي خرابين جي ٺهڻ جو تعلق ٿريڊنگ ڊسلوڪشن سان آهي.
گاجر جا عيب
گاجر جي خرابين 4H-SiC epitaxial تہن ۾ عام سطحي عيب آهن، ۽ انهن جي عام مورفولوجي شڪل 4.5 ۾ ڏيکاريل آهي. گاجر جي خرابي جي رپورٽ ڪئي وئي آهي فرانڪونين ۽ پرزميٽيڪ اسٽيڪنگ فالٽس جي چونڪ ذريعي ٺهيل بيسل جهاز تي واقع قدم-جهڙي ڊسڪشن ذريعي. اهو پڻ ٻڌايو ويو آهي ته گاجر جي خرابين جي ٺهڻ جو تعلق سبسٽريٽ ۾ TSD سان آهي. Tsuchida H. et al. ڏٺائين ته epitaxial پرت ۾ گاجر جي خرابين جي کثافت سبسٽريٽ ۾ TSD جي کثافت جي تناسب آهي. ۽ epitaxial واڌ کان اڳ ۽ بعد ۾ مٿاڇري جي مورفولوجي تصويرن جي مقابلي ڪرڻ سان، سڀ مشاهدو گاجر جي خرابين کي ڳولي سگهجي ٿو ته اهي سبسٽريٽ ۾ TSD سان ملن ٿا. وو ايڇ وغيره. استعمال ڪيو Raman scattering test characterization معلوم ڪرڻ لاءِ ته گاجر جي خرابين ۾ 3C کرسٽل فارم شامل نه هو، پر صرف 4H-SiC پوليٽائپ.
MOSFET ڊوائيس جي خاصيتن تي ٽڪنڊي جي خرابين جو اثر
شڪل 4.7 هڪ ڊوائيس جي پنجن خاصيتن جي شمارياتي ورڇ جو هڪ هسٽوگرام آهي جنهن ۾ ٽڪنڊي نقص شامل آهن. نيري نقطي واري لڪير ڊيوائس جي خصوصيت جي خرابي لاءِ ورهائڻ واري لائن آهي، ۽ ڳاڙهي نقطي واري لڪير آهي ڊيوائس جي ناڪامي لاءِ ورهائڻ واري لائن. ڊوائيس جي ناڪامي لاء، ٽڪنڊي جي خرابين جو وڏو اثر آهي، ۽ ناڪامي جي شرح 93٪ کان وڌيڪ آهي. اهو خاص طور تي منسوب ڪيو ويو آهي ٽڪنڊي خرابين جي اثر هيٺ ڊوائيسز جي ريورس رسي خاصيتن تي. 93٪ تائين ڊوائيسز جن ۾ ٽڪنڊي جي خرابين شامل آهن، خاص طور تي ريورس لڪيج کي وڌايو آهي. ان کان علاوه، ٽڪنڊي جي خرابين جو پڻ گيٽ ليڪج جي خاصيتن تي سنجيده اثر آهي، 60٪ جي تباهي جي شرح سان. جيئن جدول 4.2 ۾ ڏيکاريل آهي، حد جي وولٽيج جي تباهي ۽ جسم جي ڊاءِڊ جي خصوصيت جي تباهي لاءِ، ٽڪنڊي نقص جو اثر ننڍڙو آهي، ۽ تنزلي جو تناسب 26٪ ۽ 33٪ آهي. مزاحمت ۾ واڌ جو سبب بڻجڻ جي لحاظ کان، ٽڪنڊي جي خرابين جو اثر ڪمزور آهي، ۽ تباهي جو تناسب اٽڪل 33٪ آهي.
MOSFET ڊوائيس جي خاصيتن تي epitaxial pit جي خرابين جو اثر
شڪل 4.8 هڪ ڊوائيس جي پنجن خاصيتن جي شمارياتي ورڇ جو هڪ هسٽوگرام آهي جنهن ۾ epitaxial pit defects شامل آهن. نيري نقطي واري لڪير ڊيوائس جي خصوصيت جي خرابي لاءِ ورهائڻ واري لائن آهي، ۽ ڳاڙهي نقطي واري لڪير آهي ڊيوائس جي ناڪامي لاءِ ورهائڻ واري لائن. هن مان اهو ڏسي سگهجي ٿو ته ڊوائيسز جو تعداد epitaxial pit جي خرابين تي مشتمل آهي SiC MOSFET نموني ۾ ڊوائيسز جي تعداد جي برابر آهي ٽڪنڊي عيب تي مشتمل آهي. ڊوائيس جي خاصيتن تي epitaxial کڏ جي خرابين جو اثر ٽڪنڊي جي خرابين کان مختلف آهي. ڊوائيس جي ناڪامي جي لحاظ کان، ڊوائيسز جي ناڪامي جي شرح صرف 47٪ آهي. ٽڪنڊي جي خرابين جي مقابلي ۾، ڊوائيس جي ريورس لڪيج جي خاصيتن ۽ دروازي جي لڪيج جي خاصيتن تي ايپيٽيڪسيل پيٽ جي خرابين جو اثر خاص طور تي ڪمزور ٿي ويو آهي، 53٪ ۽ 38٪ جي تباهي جي تناسب سان، جيئن جدول 4.3 ۾ ڏيکاريل آهي. ٻئي طرف، epitaxial pit جي خرابين جو اثر حد جي وولٽيج جي خاصيتن، جسم جي ڊيوڊ ڪنڪشن خاصيتن ۽ آن-مزاحمت تي ٽڪنڊي جي خرابين کان وڌيڪ آهي، ان سان گڏ تباهي جو تناسب 38٪ تائين پهچي ٿو.
عام طور تي، ٻه مورفولوجي خرابيون، يعني مثلث ۽ ايپيٽيڪسيل گٽ، سي سي MOSFET ڊوائيسز جي ناڪامي ۽ خاصيت جي خرابي تي هڪ اهم اثر آهي. ٽڪنڊي جي خرابين جو وجود سڀ کان وڌيڪ موتمار آهي، ناڪامي جي شرح 93٪ جيترو اعلي آهي، خاص طور تي ظاهر ڪيو ويو آهي ته ڊوائيس جي ريورس لڪيج ۾ هڪ اهم اضافو آهي. ڊوائيسز جن ۾ epitaxial کڏ جي خرابين جي گهٽتائي هئي 47٪ جي گهٽتائي جي شرح. تنهن هوندي به، epitaxial pit defects جو وڌيڪ اثر آهي ڊوائيس جي حد جي وولٹیج تي، جسم جي ڊيوڊ ڪنڪشن خاصيتن ۽ ٽڪنڊي جي خرابين جي مقابلي ۾ مزاحمت تي.
پوسٽ جو وقت: اپريل-16-2024