త్రిభుజాకార లోపం
త్రిభుజాకార లోపాలు SiC ఎపిటాక్సియల్ పొరలలో అత్యంత ప్రాణాంతకమైన పదనిర్మాణ లోపాలు. త్రిభుజాకార లోపాల నిర్మాణం 3C క్రిస్టల్ రూపానికి సంబంధించినదని పెద్ద సంఖ్యలో సాహిత్య నివేదికలు చూపించాయి. అయినప్పటికీ, వివిధ వృద్ధి విధానాల కారణంగా, ఎపిటాక్సియల్ పొర యొక్క ఉపరితలంపై అనేక త్రిభుజాకార లోపాల స్వరూపం చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది. దీనిని స్థూలంగా క్రింది రకాలుగా విభజించవచ్చు:
(1) పైభాగంలో పెద్ద కణాలతో త్రిభుజాకార లోపాలు ఉన్నాయి
ఈ రకమైన త్రిభుజాకార లోపం పైభాగంలో పెద్ద గోళాకార కణాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది పెరుగుదల ప్రక్రియలో వస్తువులు పడిపోవడం వల్ల సంభవించవచ్చు. కఠినమైన ఉపరితలంతో ఒక చిన్న త్రిభుజాకార ప్రాంతం ఈ శీర్షం నుండి క్రిందికి గమనించవచ్చు. ఎపిటాక్సియల్ ప్రక్రియలో, త్రిభుజాకార ప్రాంతంలో రెండు వేర్వేరు 3C-SiC పొరలు వరుసగా ఏర్పడతాయి, వీటిలో మొదటి పొర ఇంటర్‌ఫేస్‌లో న్యూక్లియేట్ చేయబడింది మరియు 4H-SiC దశ ప్రవాహం ద్వారా పెరుగుతుంది. ఎపిటాక్సియల్ పొర యొక్క మందం పెరిగేకొద్దీ, 3C పాలిటైప్ యొక్క రెండవ పొర న్యూక్లియేట్ అవుతుంది మరియు చిన్న త్రిభుజాకార గుంటలలో పెరుగుతుంది, అయితే 4H పెరుగుదల దశ 3C పాలిటైప్ ప్రాంతాన్ని పూర్తిగా కవర్ చేయదు, దీని వలన V-ఆకారపు గాడి ప్రాంతం 3C-SiC ఇప్పటికీ స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది. కనిపించే
(2) పైభాగంలో చిన్న కణాలు మరియు కఠినమైన ఉపరితలంతో త్రిభుజాకార లోపాలు ఉన్నాయి
ఈ రకమైన త్రిభుజాకార లోపం యొక్క శీర్షాల వద్ద ఉన్న కణాలు మూర్తి 4.2లో చూపిన విధంగా చాలా తక్కువగా ఉంటాయి. మరియు త్రిభుజాకార ప్రాంతం చాలావరకు 4H-SiC యొక్క దశల ప్రవాహంతో కప్పబడి ఉంటుంది, అంటే, మొత్తం 3C-SiC పొర పూర్తిగా 4H-SiC పొర క్రింద పొందుపరచబడింది. త్రిభుజాకార లోపం ఉపరితలంపై 4H-SiC యొక్క పెరుగుదల దశలను మాత్రమే చూడవచ్చు, అయితే ఈ దశలు సాంప్రదాయ 4H క్రిస్టల్ పెరుగుదల దశల కంటే చాలా పెద్దవి.
(3) మృదువైన ఉపరితలంతో త్రిభుజాకార లోపాలు
ఈ రకమైన త్రిభుజాకార లోపం మూర్తి 4.3లో చూపిన విధంగా మృదువైన ఉపరితల స్వరూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది. అటువంటి త్రిభుజాకార లోపాల కోసం, 3C-SiC పొర 4H-SiC యొక్క దశ ప్రవాహంతో కప్పబడి ఉంటుంది మరియు ఉపరితలంపై 4H క్రిస్టల్ రూపం చక్కగా మరియు సున్నితంగా పెరుగుతుంది.
ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాలు
ఎపిటాక్సియల్ పిట్స్ (పిట్స్) అత్యంత సాధారణ ఉపరితల పదనిర్మాణ లోపాలలో ఒకటి, మరియు వాటి సాధారణ ఉపరితల స్వరూపం మరియు నిర్మాణ రూపురేఖలు మూర్తి 4.4లో చూపబడ్డాయి. పరికరం వెనుక భాగంలో KOH ఎచింగ్ తర్వాత గమనించిన థ్రెడింగ్ డిస్‌లోకేషన్ (TD) తుప్పు గుంటల స్థానం పరికరం తయారీకి ముందు ఎపిటాక్సియల్ పిట్‌ల స్థానంతో స్పష్టమైన అనురూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాలు ఏర్పడటం థ్రెడింగ్ డిస్‌లోకేషన్‌లకు సంబంధించినదని సూచిస్తుంది.
క్యారెట్ లోపాలు
క్యారెట్ లోపాలు 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ పొరలలో ఒక సాధారణ ఉపరితల లోపం, మరియు వాటి సాధారణ స్వరూపం మూర్తి 4.5లో చూపబడింది. క్యారెట్ లోపం స్టెప్-వంటి డిస్‌లోకేషన్స్ ద్వారా అనుసంధానించబడిన బేసల్ ప్లేన్‌పై ఉన్న ఫ్రాంకోనియన్ మరియు ప్రిస్మాటిక్ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్‌ల ఖండన ద్వారా ఏర్పడినట్లు నివేదించబడింది. క్యారెట్ లోపాలు ఏర్పడటం సబ్‌స్ట్రేట్‌లోని TSDకి సంబంధించినదని కూడా నివేదించబడింది. Tsuchida H. మరియు ఇతరులు. ఎపిటాక్సియల్ పొరలో క్యారెట్ లోపాల సాంద్రత సబ్‌స్ట్రేట్‌లోని TSD సాంద్రతకు అనులోమానుపాతంలో ఉందని కనుగొన్నారు. మరియు ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదలకు ముందు మరియు తరువాత ఉపరితల పదనిర్మాణ చిత్రాలను పోల్చడం ద్వారా, గమనించిన అన్ని క్యారెట్ లోపాలు సబ్‌స్ట్రేట్‌లోని TSDకి అనుగుణంగా ఉన్నట్లు కనుగొనవచ్చు. వు హెచ్ మరియు ఇతరులు. క్యారెట్ లోపాలు 3C క్రిస్టల్ రూపాన్ని కలిగి లేవని, 4H-SiC పాలిటైప్‌ను మాత్రమే కలిగి ఉన్నాయని కనుగొనడానికి రామన్ స్కాటరింగ్ టెస్ట్ క్యారెక్టరైజేషన్‌ని ఉపయోగించారు.
MOSFET పరికర లక్షణాలపై త్రిభుజాకార లోపాల ప్రభావం
మూర్తి 4.7 అనేది త్రిభుజాకార లోపాలను కలిగి ఉన్న పరికరం యొక్క ఐదు లక్షణాల యొక్క గణాంక పంపిణీ యొక్క హిస్టోగ్రాం. నీలిరంగు చుక్కల రేఖ పరికర లక్షణ క్షీణతకు విభజన రేఖ, మరియు ఎరుపు చుక్కల రేఖ పరికరం వైఫల్యానికి విభజన రేఖ. పరికరం వైఫల్యం కోసం, త్రిభుజాకార లోపాలు గొప్ప ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు వైఫల్యం రేటు 93% కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. పరికరాల రివర్స్ లీకేజీ లక్షణాలపై త్రిభుజాకార లోపాల ప్రభావానికి ఇది ప్రధానంగా ఆపాదించబడింది. త్రిభుజాకార లోపాలను కలిగి ఉన్న పరికరాలలో 93% వరకు రివర్స్ లీకేజీని గణనీయంగా పెంచింది. అదనంగా, త్రిభుజాకార లోపాలు 60% క్షీణత రేటుతో గేట్ లీకేజీ లక్షణాలపై కూడా తీవ్రమైన ప్రభావాన్ని చూపుతాయి. టేబుల్ 4.2లో చూపినట్లుగా, థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ డిగ్రేడేషన్ మరియు బాడీ డయోడ్ లక్షణ క్షీణత కోసం, త్రిభుజాకార లోపాల ప్రభావం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు అధోకరణ నిష్పత్తులు వరుసగా 26% మరియు 33%. ఆన్-రెసిస్టెన్స్ పెరుగుదలకు కారణమయ్యే పరంగా, త్రిభుజాకార లోపాల ప్రభావం బలహీనంగా ఉంది మరియు క్షీణత నిష్పత్తి దాదాపు 33%.
MOSFET పరికర లక్షణాలపై ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాల ప్రభావం
మూర్తి 4.8 అనేది ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాలను కలిగి ఉన్న పరికరం యొక్క ఐదు లక్షణాల యొక్క గణాంక పంపిణీ యొక్క హిస్టోగ్రాం. నీలిరంగు చుక్కల రేఖ పరికర లక్షణ క్షీణతకు విభజన రేఖ, మరియు ఎరుపు చుక్కల రేఖ పరికరం వైఫల్యానికి విభజన రేఖ. SiC MOSFET నమూనాలో ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాలను కలిగి ఉన్న పరికరాల సంఖ్య త్రిభుజాకార లోపాలను కలిగి ఉన్న పరికరాల సంఖ్యకు సమానం అని దీని నుండి చూడవచ్చు. పరికర లక్షణాలపై ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాల ప్రభావం త్రిభుజాకార లోపాల కంటే భిన్నంగా ఉంటుంది. పరికరం వైఫల్యం పరంగా, ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాలను కలిగి ఉన్న పరికరాల వైఫల్యం రేటు 47% మాత్రమే. త్రిభుజాకార లోపాలతో పోలిస్తే, రివర్స్ లీకేజీ లక్షణాలు మరియు పరికరం యొక్క గేట్ లీకేజీ లక్షణాలపై ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాల ప్రభావం టేబుల్ 4.3లో చూపిన విధంగా వరుసగా 53% మరియు 38% క్షీణత నిష్పత్తులతో గణనీయంగా బలహీనపడింది. మరోవైపు, థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ లక్షణాలు, బాడీ డయోడ్ కండక్షన్ లక్షణాలు మరియు ఆన్-రెసిస్టెన్స్‌పై ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాల ప్రభావం త్రిభుజాకార లోపాల కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, క్షీణత నిష్పత్తి 38%కి చేరుకుంది.
సాధారణంగా, రెండు పదనిర్మాణ లోపాలు, అవి త్రిభుజాలు మరియు ఎపిటాక్సియల్ పిట్‌లు, SiC MOSFET పరికరాల వైఫల్యం మరియు లక్షణ క్షీణతపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతాయి. త్రిభుజాకార లోపాల ఉనికి అత్యంత ప్రాణాంతకమైనది, వైఫల్యం రేటు 93% ఎక్కువగా ఉంటుంది, ప్రధానంగా పరికరం యొక్క రివర్స్ లీకేజీలో గణనీయమైన పెరుగుదలగా వ్యక్తమవుతుంది. ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాలను కలిగి ఉన్న పరికరాలు 47% తక్కువ వైఫల్యం రేటును కలిగి ఉన్నాయి. అయినప్పటికీ, ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాలు పరికరం యొక్క థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్, బాడీ డయోడ్ కండక్షన్ లక్షణాలు మరియు త్రిభుజాకార లోపాల కంటే ఆన్-రెసిస్టెన్స్‌పై ఎక్కువ ప్రభావం చూపుతాయి.
పోస్ట్ సమయం: ఏప్రిల్-16-2024