Upungufu wa pembetatu
Kasoro za pembetatu ndio kasoro mbaya zaidi za kimofolojia katika tabaka za epitaxial za SiC. Idadi kubwa ya ripoti za fasihi imeonyesha kuwa uundaji wa kasoro za triangular unahusiana na fomu ya kioo ya 3C. Hata hivyo, kutokana na taratibu tofauti za ukuaji, morpholojia ya kasoro nyingi za triangular juu ya uso wa safu ya epitaxial ni tofauti kabisa. Inaweza kugawanywa takriban katika aina zifuatazo:
(1) Kuna kasoro za pembe tatu na chembe kubwa juu
Aina hii ya kasoro ya pembetatu ina chembe kubwa ya spherical juu, ambayo inaweza kusababishwa na vitu vinavyoanguka wakati wa mchakato wa ukuaji. Sehemu ndogo ya pembetatu yenye uso mkali inaweza kuzingatiwa chini kutoka kwenye vertex hii. Hii ni kutokana na ukweli kwamba wakati wa mchakato wa epitaxial, tabaka mbili tofauti za 3C-SiC zinaundwa kwa mfululizo katika eneo la triangular, ambalo safu ya kwanza ni nucleated kwenye interface na inakua kwa njia ya hatua ya 4H-SiC. Kadiri unene wa safu ya epitaxial unavyoongezeka, safu ya pili ya 3C polytype inakua na kukua katika mashimo madogo ya pembetatu, lakini hatua ya ukuaji wa 4H haifuni kabisa eneo la 3C polytype, na kufanya eneo la groove lenye umbo la V la 3C-SiC bado kwa uwazi. inayoonekana
(2) Kuna chembe ndogo ndogo juu na kasoro za pembetatu zenye uso mbaya
Chembe kwenye vipeo vya aina hii ya kasoro ya pembetatu ni ndogo zaidi, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4.2. Na sehemu kubwa ya eneo la triangular inafunikwa na mtiririko wa hatua ya 4H-SiC, yaani, safu nzima ya 3C-SiC imefungwa kabisa chini ya safu ya 4H-SiC. Hatua za ukuaji wa 4H-SiC pekee ndizo zinaweza kuonekana kwenye uso wa kasoro ya triangular, lakini hatua hizi ni kubwa zaidi kuliko hatua za kawaida za ukuaji wa kioo 4H.
(3) kasoro za pembetatu zenye uso laini
Aina hii ya kasoro ya pembetatu ina mofolojia laini ya uso, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4.3. Kwa kasoro hizo za triangular, safu ya 3C-SiC inafunikwa na mtiririko wa hatua ya 4H-SiC, na fomu ya kioo ya 4H juu ya uso inakua vizuri na laini.
Kasoro za shimo la Epitaxial
Mashimo ya Epitaxial (Mashimo) ni mojawapo ya kasoro za kawaida za mofolojia ya uso, na mofolojia yao ya kawaida ya uso na muhtasari wa kimuundo umeonyeshwa kwenye Mchoro 4.4. Mahali pa mashimo ya kutu ya kung'aa (TD) yaliyozingatiwa baada ya kuchomwa kwa KOH nyuma ya kifaa ina mawasiliano ya wazi na eneo la mashimo ya epitaxial kabla ya utayarishaji wa kifaa, ikionyesha kuwa uundaji wa kasoro za shimo la epitaxial unahusiana na kutengana kwa nyuzi.
kasoro za karoti
Kasoro za karoti ni kasoro ya kawaida ya uso katika tabaka za epitaxial za 4H-SiC, na mofolojia yao ya kawaida imeonyeshwa kwenye Mchoro 4.5. Kasoro ya karoti inaripotiwa kuundwa na makutano ya makosa ya Franconian na prismatic stacking iko kwenye ndege ya basal iliyounganishwa na kutengana kwa hatua. Pia imeripotiwa kuwa malezi ya kasoro ya karoti yanahusiana na TSD katika substrate. Tsuchida H. et al. iligundua kuwa msongamano wa kasoro za karoti katika safu ya epitaxial ni sawia na msongamano wa TSD katika substrate. Na kwa kulinganisha picha za mofolojia ya uso kabla na baada ya ukuaji wa epitaxial, kasoro zote za karoti zilizoonekana zinaweza kupatikana kwa kuzingatia TSD katika substrate. Wu H. et al. ilitumia sifa za mtihani wa kutawanya wa Raman ili kugundua kuwa kasoro za karoti hazikuwa na umbo la fuwele la 3C, lakini aina nyingi za 4H-SiC pekee.
Athari ya kasoro za pembetatu kwenye sifa za kifaa cha MOSFET
Mchoro 4.7 ni histogram ya usambazaji wa takwimu wa sifa tano za kifaa kilicho na kasoro za pembetatu. Mstari wa alama za buluu ni mstari wa kugawanya kwa uharibifu wa tabia ya kifaa, na mstari wa vitone nyekundu ni mstari wa kugawanya kwa kushindwa kwa kifaa. Kwa kushindwa kwa kifaa, kasoro za pembetatu zina athari kubwa, na kiwango cha kushindwa ni zaidi ya 93%. Hii inachangiwa zaidi na ushawishi wa kasoro za pembetatu kwenye sifa za uvujaji wa nyuma wa vifaa. Hadi 93% ya vifaa vilivyo na kasoro za pembetatu vimeongeza uvujaji wa nyuma kwa kiasi kikubwa. Kwa kuongeza, kasoro za triangular pia zina athari kubwa kwa sifa za kuvuja lango, na kiwango cha uharibifu wa 60%. Kama inavyoonyeshwa katika Jedwali 4.2, kwa uharibifu wa voltage ya kizingiti na uharibifu wa tabia ya diode ya mwili, athari za kasoro za pembetatu ni ndogo, na uwiano wa uharibifu ni 26% na 33% kwa mtiririko huo. Kwa upande wa kusababisha kuongezeka kwa upinzani, athari za kasoro za pembetatu ni dhaifu, na uwiano wa uharibifu ni karibu 33%.
Madhara ya kasoro za shimo la epitaxial kwenye sifa za kifaa cha MOSFET
Mchoro 4.8 ni histogramu ya usambazaji wa takwimu wa sifa tano za kifaa kilicho na kasoro za shimo la epitaxial. Mstari wa alama za buluu ni mstari wa kugawanya kwa uharibifu wa tabia ya kifaa, na mstari wa vitone nyekundu ni mstari wa kugawanya kwa kushindwa kwa kifaa. Inaweza kuonekana kutokana na hili kwamba idadi ya vifaa vyenye kasoro za shimo la epitaxial katika sampuli ya SiC MOSFET ni sawa na idadi ya vifaa vyenye kasoro za pembetatu. Athari za kasoro za shimo la epitaxial kwenye sifa za kifaa ni tofauti na ile ya kasoro za pembetatu. Kwa upande wa kushindwa kwa kifaa, kiwango cha kushindwa kwa vifaa vyenye kasoro za shimo la epitaxial ni 47% tu. Ikilinganishwa na kasoro za pembetatu, athari za kasoro za shimo la epitaxial kwenye sifa za uvujaji wa kinyume na sifa za uvujaji wa lango la kifaa hudhoofika sana, na uwiano wa uharibifu wa 53% na 38% mtawalia, kama inavyoonyeshwa kwenye Jedwali 4.3. Kwa upande mwingine, athari za kasoro za shimo la epitaxial kwenye sifa za voltage ya kizingiti, sifa za upitishaji wa diode ya mwili na upinzani wa on-upinzani ni kubwa kuliko ile ya kasoro za pembetatu, na uwiano wa uharibifu unafikia 38%.
Kwa ujumla, kasoro mbili za kimofolojia, yaani pembetatu na mashimo ya epitaxial, zina athari kubwa juu ya kushindwa na uharibifu wa tabia ya vifaa vya SiC MOSFET. Uwepo wa kasoro za pembetatu ndio mbaya zaidi, na kiwango cha kutofaulu kinafikia 93%, haswa ikidhihirishwa kama ongezeko kubwa la uvujaji wa nyuma wa kifaa. Vifaa vilivyo na kasoro za shimo la epitaxial vilikuwa na kiwango cha chini cha kushindwa cha 47%. Hata hivyo, kasoro za shimo za epitaxial zina athari kubwa kwenye voltage ya kizingiti cha kifaa, sifa za uendeshaji wa diode ya mwili na upinzani wa juu kuliko kasoro za pembetatu.
Muda wa kutuma: Apr-16-2024