Cacat segitiga
Cacat segitiga mangrupikeun cacad morfologis anu paling fatal dina lapisan epitaxial SiC. A angka nu gede ngarupakeun laporan literatur geus ditémbongkeun yén formasi defects triangular patali jeung formulir kristal 3C. Sanajan kitu, alatan mékanisme tumuwuhna béda, morfologi loba defects triangular dina beungeut lapisan epitaxial rada béda. Ieu bisa kasarna dibagi kana jenis handap:
(1) Aya defects triangular kalawan partikel badag di luhur
Jenis cacad triangular ieu ngagaduhan partikel buleud ageung di luhur, anu tiasa disababkeun ku ragrag obyék nalika prosés kamekaran. A aréa triangular leutik kalawan permukaan kasar bisa ditempo ka handap ti vertex ieu. Ieu alatan kanyataan yén salila prosés epitaxial, dua lapisan 3C-SiC béda kabentuk successively di wewengkon triangular, nu lapisan kahiji nucleated dina panganteur jeung tumuwuh ngaliwatan aliran hambalan 4H-SiC. Salaku ketebalan tina lapisan epitaxial naek, lapisan kadua 3C polytype nucleates sarta tumuwuh dina liang triangular leutik, tapi hambalan tumuwuhna 4H teu sagemblengna nutupan wewengkon polytype 3C, sahingga aréa alur V ngawangun 3C-SiC masih jelas. katingali
(2) Aya partikel leutik di luhur jeung defects triangular kalawan permukaan kasar
Partikel-partikel dina pungkur tipe cacad triangular ieu leuwih leutik, sakumaha ditémbongkeun dina Gambar 4.2. Sarta lolobana wewengkon triangular katutupan ku aliran hambalan 4H-SiC, nyaeta, sakabéh lapisan 3C-SiC sagemblengna study dina lapisan 4H-SiC. Ngan léngkah-léngkah kamekaran 4H-SiC tiasa ditingali dina permukaan cacad segitiga, tapi léngkah-léngkah ieu langkung ageung tibatan léngkah-léngkah pertumbuhan kristal 4H konvensional.
(3) defects Triangular kalawan permukaan lemes
Jenis cacad segitiga ieu boga morfologi permukaan lemes, ditémbongkeun saperti dina Gambar 4.3. Pikeun defects triangular misalna, lapisan 3C-SiC katutupan ku aliran hambalan 4H-SiC, sarta formulir kristal 4H dina beungeut cai tumuwuh finer tur smoother.
Cacat liang epitaxial
Ngadu epitaxial (Ngadu) mangrupakeun salah sahiji defects morfologi permukaan paling umum, sarta morfologi permukaan has maranéhanana sarta outline struktural ditémbongkeun dina Gambar 4.4. Lokasi liang korosi dislokasi threading (TD) anu dititénan saatos etching KOH dina tonggong alat gaduh korespondensi anu jelas sareng lokasi liang epitaxial sateuacan persiapan alat, nunjukkeun yén formasi defects pit epitaxial aya hubunganana sareng dislokasi benang.
cacad wortel
cacad wortel mangrupakeun cacad permukaan umum dina 4H-SiC lapisan epitaxial, sarta morfologi has maranéhanana ditémbongkeun dina Gambar 4.5. Cacat wortel dilaporkeun kabentuk ku simpang tina Franconian na prismatic stacking faults lokasina dina pesawat basal disambungkeun ku dislocations hambalan-kawas. Éta ogé dilaporkeun yén formasi cacad wortel aya hubunganana sareng TSD dina substrat. Tsuchida H. et al. kapanggih yén dénsitas defects wortel dina lapisan epitaxial sabanding jeung dénsitas TSD dina substrat. Jeung ku ngabandingkeun gambar morfologi permukaan saméméh jeung sanggeus tumuwuhna epitaxial, sadaya defects wortel observasi bisa kapanggih pakait jeung TSD dina substrat. Wu H. dkk. dipaké Raman scattering test characterization pikeun manggihan yén defects wortel teu ngandung bentuk kristal 3C, tapi ngan polytype 4H-SiC.
Pangaruh defects segitiga dina ciri alat MOSFET
Gambar 4.7 mangrupa histogram sebaran statistik lima karakteristik hiji alat nu ngandung defect segitiga. Garis dotted biru nyaéta garis ngabagi pikeun degradasi ciri alat, sarta garis dotted beureum mangrupa garis ngabagi keur gagalna alat. Pikeun gagalna alat, defects triangular boga dampak hébat, sarta laju gagalna leuwih gede ti 93%. Ieu utamana dikaitkeun kana pangaruh defects triangular dina ciri leakage sabalikna alat. Nepi ka 93% alat anu ngandung cacad segitiga parantos ningkat sacara signifikan kabocoran sabalikna. Sajaba ti éta, defects triangular ogé boga dampak serius dina ciri leakage gerbang, kalawan laju degradasi 60%. Ditémbongkeun saperti dina Table 4.2, pikeun degradasi tegangan bangbarung jeung degradasi ciri dioda awak, dampak defects triangular leutik, jeung babandingan degradasi anu 26% jeung 33% mungguh. Dina hal ngabalukarkeun paningkatan dina lalawanan, dampak tina defects triangular lemah, sarta rasio degradasi nyaeta ngeunaan 33%.
Pangaruh cacad liang epitaxial dina karakteristik alat MOSFET
Gambar 4.8 mangrupa histogram sebaran statistik lima ciri alat nu ngandung cacad liang epitaxial. Garis dotted biru nyaéta garis ngabagi pikeun degradasi ciri alat, sarta garis dotted beureum mangrupa garis ngabagi keur gagalna alat. Ieu bisa ditempo yén jumlah alat nu ngandung defects liang epitaxial dina sampel SiC MOSFET sarua jeung jumlah alat nu ngandung defects triangular. Dampak cacad liang epitaxial dina ciri alat béda sareng cacad segitiga. Dina hal gagalna alat, laju gagalna alat anu ngandung cacad liang epitaxial ngan ukur 47%. Dibandingkeun sareng defects triangular, dampak defects pit epitaxial dina ciri leakage sabalikna sarta ciri leakage Gerbang alat ieu nyata ngaruksak, kalawan babandingan degradasi masing-masing 53% jeung 38%, ditémbongkeun saperti dina Table 4.3. Di sisi séjén, dampak defects pit epitaxial on ciri tegangan bangbarung, ciri konduksi dioda awak jeung on-resistance leuwih gede dibandingkeun defects triangular, kalawan rasio degradasi ngahontal 38%.
Sacara umum, dua cacad morfologis, nyaéta segitiga sareng liang epitaxial, gaduh dampak anu signifikan dina gagalna sareng degradasi karakteristik alat SiC MOSFET. Ayana cacad segitiga anu paling fatal, kalayan tingkat gagalna saluhur 93%, utamina diwujudkeun salaku paningkatan anu signifikan dina bocorna sabalikna tina alat. Alat anu ngandung cacad liang epitaxial ngagaduhan tingkat gagalna langkung handap 47%. Tapi, cacad pit epitaxial gaduh dampak anu langkung ageung kana tegangan ambang alat, karakteristik konduksi dioda awak sareng tahan tahan tibatan cacad segitiga.
waktos pos: Apr-16-2024