SiC تارماق ئېلېمېنتى ۋە تۇتقاقلىق ماتېرىياللارنىڭ MOSFET ئۈسكۈنىسىنىڭ ئالاھىدىلىكىگە بولغان تەسىرى

ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈك

ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈك SiC ئېپىتاكسىيىلىك قەۋىتىدىكى ئەڭ ئەجەللىك مورفولوگىيەلىك كەمتۈكلۈك. نۇرغۇنلىغان ئەدەبىيات دوكلاتلىرىدا ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈكنىڭ شەكىللىنىشىنىڭ 3C كىرىستال شەكلى بىلەن مۇناسىۋەتلىك ئىكەنلىكى كۆرسىتىلدى. قانداقلا بولمىسۇن ، ئوخشىمىغان ئۆسۈش مېخانىزىمى سەۋەبىدىن ، تۇتقاقلىق قەۋىتى يۈزىدىكى نۇرغۇن ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈكنىڭ مورفولوگىيىسى پۈتۈنلەي ئوخشىمايدۇ. ئۇنى ئاساسەن تۆۋەندىكى تۈرلەرگە ئايرىشقا بولىدۇ:

(1) ئۈستىدە چوڭ زەررىچىلەر بار ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈك بار

بۇ خىل ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكنىڭ ئۈستىدە چوڭ شارسىمان زەررىچە بار ، بۇ بەلكىم ئۆسۈپ يېتىلىش جەريانىدا جىسىملارنىڭ چۈشۈپ كېتىشىدىن كېلىپ چىقىشى مۇمكىن. يەر يۈزى يىرىك بولغان كىچىك ئۈچبۇلۇڭلۇق رايوننى بۇ چوققىدىن تۆۋەنگە كۆرگىلى بولىدۇ. بۇ يەر تەۋرەش جەريانىدا ، ئۈچبۇلۇڭلۇق رايوندا ئارقا-ئارقىدىن ئوخشىمىغان ئىككى خىل 3C-SiC قەۋىتى شەكىللەنگەنلىكى ، بۇنىڭ ئىچىدىكى بىرىنچى قەۋەت كۆرۈنمە يۈزىدە يادرو بولۇپ ، 4H-SiC قەدەم ئېقىمى ئارقىلىق ئۆسىدىغانلىقىدا. تۇتقاقلىق قەۋىتىنىڭ قېلىنلىقىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ ، ئىككىنچى قەۋەت 3C كۆپ قۇتۇپلۇق يادرو يادرولۇق بولۇپ ، كىچىك ئۈچبۇلۇڭلۇق ئورەكلەردە ئۆسىدۇ ، ئەمما 4H ئۆسۈش قەدىمى 3C كۆپ قۇتۇپلۇق رايوننى پۈتۈنلەي قاپلىمايدۇ ، 3C-SiC نىڭ V شەكىللىك ئۆستەڭ رايونى يەنىلا ئېنىق. كۆرۈندى

(2) ئۈستۈنكى قىسمىدا كىچىك زەررىچىلەر ۋە يۈزى يىرىك بولغان ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈكلەر بار

بۇ خىل ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈكنىڭ چوققىسىدىكى زەررىچىلەر تېخىمۇ كىچىك بولۇپ ، 4.2-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك. ئۇنىڭ ئۈستىگە ئۈچبۇلۇڭلۇق رايوننىڭ كۆپىنچىسى 4H-SiC نىڭ قەدەم ئېقىمى بىلەن قاپلانغان ، يەنى پۈتكۈل 3C-SiC قەۋىتى پۈتۈنلەي 4H-SiC قەۋىتىنىڭ ئاستىغا قىستۇرۇلغان. پەقەت 3H-SiC نىڭ ئۆسۈش باسقۇچلىرىنى ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈك يۈزىدە كۆرگىلى بولىدۇ ، ئەمما بۇ باسقۇچلار ئادەتتىكى 4H كىرىستال ئۆسۈش باسقۇچىدىن كۆپ چوڭ.

(3) يۈزى تەكشى بولغان ئۈچبۇلۇڭلۇق نۇقسان

بۇ خىل ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈك 4.3-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك سىلىق يۈز مورفولوگىيىسىگە ئىگە. بۇ خىل ئۈچبۇلۇڭلۇق نۇقسانلارغا نىسبەتەن ، 3C-SiC قەۋىتى 4H-SiC نىڭ قەدەم ئېقىمى بىلەن قاپلانغان ، يەر يۈزىدىكى 4H خرۇستال شەكلى تېخىمۇ ئىنچىكە ۋە سىلىق ئۆسىدۇ.

Epitaxial ئورەك كەمتۈك

Epitaxial ئورەكلىرى (ئورەك) ئەڭ كۆپ ئۇچرايدىغان يەر يۈزى مورفولوگىيىسى كەمتۈكلىرىنىڭ بىرى بولۇپ ، ئۇلارنىڭ تىپىك يەر يۈزى مورفولوگىيىسى ۋە قۇرۇلما شەكلى 4.4-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. ئۈسكۈنىنىڭ كەينى تەرىپىدىكى KOH قىچىشقاندىن كېيىن كۆزىتىلگەن يىپتىن ئايرىلىش (TD) چىرىش ئورەكلىرىنىڭ ئورنى ئۈسكۈنە تەييارلىنىشتىن ئىلگىرى تۇتقاقلىق ئورەكنىڭ ئورنى بىلەن ئېنىق خەت ئالاقىسى بار ، بۇ ئېپىتاكسىمان ئورەك كەمتۈكلۈكىنىڭ شەكىللىنىشىنىڭ يىپنىڭ يۆتكىلىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك ئىكەنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.

سەۋزە كەمتۈك

سەۋزە كەمتۈكلۈكى 4H-SiC تۇتقاقلىق قەۋىتىدىكى كۆپ ئۇچرايدىغان يەر يۈزىدىكى كەمتۈكلۈك بولۇپ ، ئۇلارنىڭ تىپىك مورفولوگىيىسى 4.5-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. خەۋەر قىلىنىشىچە ، سەۋزە كەمتۈكلىكى ئاساسىي ئايروپىلانغا جايلاشقان فىرانكونىيە ۋە پىرىزما شەكىللىك كاشىلا كېسىشىش ئېغىزىدىن شەكىللەنگەن. يەنە سەۋزە كەمتۈكلۈكىنىڭ شەكىللىنىشىنىڭ بالا ھەمراھىدىكى TSD بىلەن مۇناسىۋەتلىك ئىكەنلىكىمۇ خەۋەر قىلىندى. Tsuchida H. et al. سەۋزە كەمتۈكلۈكىنىڭ تۇتقاقلىق قەۋىتىدىكى زىچلىقىنىڭ TSD نىڭ بالا ھەمرىيىدىكى زىچلىقىغا ماس كېلىدىغانلىقىنى بايقىدى. يەر يۈزى مورفولوگىيەلىك رەسىملەرنى تۇتقاقلىق ئۆسۈشنىڭ ئالدى-كەينىدە سېلىشتۇرۇش ئارقىلىق ، كۆزىتىلگەن سەۋزە كەمتۈكلۈكلىرىنىڭ ھەممىسىنىڭ بالا ھەمراھىدىكى TSD غا ماس كېلىدىغانلىقىنى بايقىغىلى بولىدۇ. Wu H. et al. راماننىڭ چېچىلىش سىناق ئالاھىدىلىكىنى ئىشلىتىپ ، سەۋزە كەمتۈكلۈكىدە 3C خرۇستال شەكىل يوقلىقىنى ، پەقەت 4H-SiC كۆپ قۇتۇپلۇق ئىكەنلىكىنى بايقىدى.

ئۈچبۇلۇڭلۇق نۇقساننىڭ MOSFET ئۈسكۈنىسىنىڭ ئالاھىدىلىكىگە بولغان تەسىرى

4.7-رەسىم بولسا ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈكنى ئۆز ئىچىگە ئالغان ئۈسكۈنىنىڭ بەش ئالاھىدىلىكىنى ئىستاتىستىكا قىلىش. كۆك چېكىتلىك ئۈسكۈنە ئالاھىدىلىكى بۇزۇلۇشنىڭ بۆلۈش سىزىقى ، قىزىل چېكىتلىك سىزىق ئۈسكۈنىنىڭ كاشىلا پەيدا قىلىدىغان بۆلۈش سىزىقى. ئۈسكۈنىنىڭ كاشىلا قىلىشى ئۈچۈن ، ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈكنىڭ تەسىرى چوڭ ، مەغلۇبىيەت نىسبىتى% 93 تىن يۇقىرى. بۇ ئاساسلىقى ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈكنىڭ ئۈسكۈنىلەرنىڭ تەتۈر ئېقىش ئالاھىدىلىكىگە كۆرسەتكەن تەسىرى بىلەن مۇناسىۋەتلىك. ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈكنى ئۆز ئىچىگە ئالغان ئۈسكۈنىلەرنىڭ% 93 ى تەتۈر ئېقىشنى كۆرۈنەرلىك ئاشۇردى. بۇنىڭدىن باشقا ، ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈكمۇ دەرۋازىنىڭ ئېقىپ كېتىش ئالاھىدىلىكىگە ئېغىر تەسىر كۆرسىتىدۇ ، تۆۋەنلەش نىسبىتى% 60. 4.2 جەدۋەلدە كۆرسىتىلگەندەك ، بوسۇغا بېسىمىنىڭ تۆۋەنلىشى ۋە بەدەننىڭ دىئودىنىڭ ئالاھىدىلىكى تۆۋەنلەش ئۈچۈن ، ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈكنىڭ تەسىرى كىچىك ، تۆۋەنلەش نىسبىتى ئايرىم-ئايرىم ھالدا% 26 ۋە% 33. قارشىلىق كۈچىنىڭ ئېشىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىش جەھەتتە ، ئۈچبۇلۇڭلۇق نۇقساننىڭ تەسىرى ئاجىز ، چېكىنىش نىسبىتى تەخمىنەن% 33.

تۇتقاقلىق ئورەك كەمتۈكلىكىنىڭ MOSFET ئۈسكۈنىسىنىڭ ئالاھىدىلىكىگە بولغان تەسىرى

4.8-رەسىم بولسا ئېپىتاكسىمان ئورەك كەمتۈكلىكى بار ئۈسكۈنىنىڭ بەش ئالاھىدىلىكىنىڭ ستاتىستىكىلىق تەقسىملىنىشىنىڭ تارىخى پروگراممىسى. كۆك چېكىتلىك ئۈسكۈنە ئالاھىدىلىكى بۇزۇلۇشنىڭ بۆلۈش سىزىقى ، قىزىل چېكىتلىك سىزىق ئۈسكۈنىنىڭ كاشىلا پەيدا قىلىدىغان بۆلۈش سىزىقى. بۇنىڭدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى ، SiC MOSFET ئەۋرىشكىسىدىكى تۇتقاقلىق كەمتۈكلۈك بار ئۈسكۈنىلەرنىڭ سانى ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈك بار ئۈسكۈنىلەرنىڭ سانىغا باراۋەر. تۇتقاقلىق كەمتۈكلۈكنىڭ ئۈسكۈنىنىڭ ئالاھىدىلىكىگە كۆرسىتىدىغان تەسىرى ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈك بىلەن ئوخشىمايدۇ. ئۈسكۈنىنىڭ كاشىلا مەسىلىسىدە ، قاپارتما كەمتۈكلۈك بار ئۈسكۈنىلەرنىڭ مەغلۇب بولۇش نىسبىتى ئاران% 47. ئۈچبۇلۇڭلۇق نۇقسانغا سېلىشتۇرغاندا ، تۇتقاقلىق ئورەك كەمتۈكلىكىنىڭ ئۈسكۈنىنىڭ تەتۈر ئېقىش ئالاھىدىلىكى ۋە دەرۋازىنىڭ ئېقىپ كېتىش ئالاھىدىلىكىگە بولغان تەسىرى كۆرۈنەرلىك ئاجىزلاپ ، تۆۋەنلەش نىسبىتى ئايرىم-ئايرىم ھالدا% 53 ۋە% 38 بولۇپ ، 4.3-جەدۋەلدە كۆرسىتىلگەن. يەنە بىر جەھەتتىن ، تۇتقاقلىق ئورەك كەمتۈكلۈكىنىڭ بوسۇغا بېسىمى ئالاھىدىلىكى ، بەدەننىڭ دىئود ئۆتكۈزۈش ئالاھىدىلىكى ۋە قارشىلىق كۈچىگە بولغان تەسىرى ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈكتىن چوڭ بولۇپ ، چېكىنىش نىسبىتى% 38 كە يېتىدۇ.

ئومۇمەن قىلىپ ئېيتقاندا ، ئۈچ خىل مورفولوگىيىلىك كەمتۈكلۈك ، يەنى ئۈچبۇلۇڭ ۋە ئېپىتاكسىمان ئورەك ، SiC MOSFET ئۈسكۈنىلىرىنىڭ مەغلۇبىيىتى ۋە خاراكتېرىنىڭ بۇزۇلۇشىغا كۆرۈنەرلىك تەسىر كۆرسىتىدۇ. ئۈچبۇلۇڭلۇق كەمتۈكلۈكنىڭ مەۋجۇتلۇقى ئەڭ ئەجەللىك بولۇپ ، مەغلۇب بولۇش نىسبىتى% 93 كە يېتىدۇ ، بۇ ئاساسلىقى ئۈسكۈنىنىڭ تەتۈر ئېقىپ كېتىشىنىڭ كۆرۈنەرلىك ئېشىشىدا ئىپادىلىنىدۇ. تۇتقاقلىق ئورەك كەمتۈكلىكى بار ئۈسكۈنىلەرنىڭ مەغلۇب بولۇش نىسبىتى% 47 تۆۋەن بولغان. قانداقلا بولمىسۇن ، تۇتقاقلىق ئورەك كەمتۈكلۈكى ئۈسكۈنىنىڭ بوسۇغا بېسىمى ، بەدەن دىئود ئۆتكۈزۈش ئالاھىدىلىكى ۋە قارشىلىق كۈچىگە ئۈچبۇلۇڭلۇق نۇقسانغا قارىغاندا تېخىمۇ چوڭ تەسىر كۆرسىتىدۇ.