Uchburchak nuqsoni
Uchburchak nuqsonlar SiC epitaksial qatlamlarida eng halokatli morfologik nuqsonlardir. Ko'p sonli adabiyot hisobotlari uchburchak nuqsonlarning shakllanishi 3C kristalli shakli bilan bog'liqligini ko'rsatdi. Biroq, turli xil o'sish mexanizmlari tufayli epitaksial qatlam yuzasida ko'plab uchburchak nuqsonlarning morfologiyasi butunlay boshqacha. Uni taxminan quyidagi turlarga bo'lish mumkin:
(1) Yuqori qismida katta zarrachalar bo'lgan uchburchak nuqsonlar mavjud
Ushbu turdagi uchburchak nuqsonlarning yuqori qismida katta sharsimon zarracha mavjud bo'lib, bu o'sish jarayonida ob'ektlarning tushishi natijasida yuzaga kelishi mumkin. Ushbu cho'qqidan pastga qarab qo'pol sirtli kichik uchburchak maydonni kuzatish mumkin. Buning sababi shundaki, epitaksial jarayon davomida uchburchak sohada ketma-ket ikki xil 3C-SiC qatlamlari hosil bo'ladi, ularning birinchi qatlami interfeysda yadrolanadi va 4H-SiC pog'onali oqim orqali o'sadi. Epitaksial qatlamning qalinligi oshgani sayin, 3C politipining ikkinchi qatlami yadrolanadi va kichikroq uchburchak chuqurlarda o'sadi, lekin 4H o'sish bosqichi 3C politipi maydonini to'liq qoplamaydi, 3C-SiC ning V shaklidagi truba maydoni hali ham aniq bo'ladi. ko'rinadigan
(2) Yuqori qismida kichik zarralar va qo'pol sirtli uchburchak nuqsonlar mavjud
Ushbu turdagi uchburchak nuqsonlarning uchlaridagi zarrachalar 4.2-rasmda ko'rsatilganidek, ancha kichikroqdir. Va uchburchak maydonning katta qismi 4H-SiC ning bosqichma-bosqich oqimi bilan qoplangan, ya'ni butun 3C-SiC qatlami 4H-SiC qatlami ostida to'liq ko'milgan. Uchburchak nuqson yuzasida faqat 4H-SiC ning o'sish bosqichlarini ko'rish mumkin, ammo bu bosqichlar an'anaviy 4H kristalli o'sish bosqichlaridan ancha katta.
(3) silliq yuzaga ega uchburchak nuqsonlar
Ushbu turdagi uchburchak nuqsonlar 4.3-rasmda ko'rsatilganidek, silliq sirt morfologiyasiga ega. Bunday uchburchak nuqsonlar uchun 3C-SiC qatlami 4H-SiC ning bosqichli oqimi bilan qoplanadi va sirtdagi 4H kristalli shakl yanada nozik va silliq o'sadi.
Epitaksial chuqur nuqsonlari
Epitaksial chuqurlar (chuqurliklar) eng keng tarqalgan sirt morfologiyasi nuqsonlaridan biri bo'lib, ularning tipik sirt morfologiyasi va strukturaviy konturi 4.4-rasmda ko'rsatilgan. Jihozning orqa tomonida KOH qirqishidan so'ng kuzatilgan tishli dislokatsiya (TD) korroziya chuqurlarining joylashuvi qurilmani tayyorlashdan oldin epitaksial chuqurlarning joylashuvi bilan aniq mos keladi, bu epitaksial chuqur nuqsonlarining shakllanishi ipning dislokatsiyasi bilan bog'liqligini ko'rsatadi.
sabzi nuqsonlari
Sabzi nuqsonlari 4H-SiC epitaksial qatlamlarda keng tarqalgan sirt nuqsoni bo'lib, ularning tipik morfologiyasi 4.5-rasmda ko'rsatilgan. Sabzi nuqsoni pog'onali dislokatsiyalar bilan bog'langan bazal tekislikda joylashgan frankon va prizmatik stacking yoriqlarining kesishmasidan hosil bo'lishi haqida xabar berilgan. Shuningdek, sabzi nuqsonlarining shakllanishi substratdagi TSD bilan bog'liqligi haqida xabar berilgan. Tsuchida H. va boshqalar. epitaksial qatlamdagi sabzi nuqsonlarining zichligi substratdagi TSD zichligiga mutanosib ekanligini aniqladi. Va epitaksial o'sishdan oldin va keyin sirt morfologiyasi tasvirlarini taqqoslab, barcha kuzatilgan sabzi nuqsonlari substratdagi TSD ga mos kelishini topish mumkin. Wu H. va boshqalar. sabzi nuqsonlari 3C kristall shaklini emas, balki faqat 4H-SiC politipini o'z ichiga olganligini aniqlash uchun Ramanning tarqalishi testi xarakteristikasidan foydalangan.
Uchburchak nuqsonlarning MOSFET qurilmasi xususiyatlariga ta'siri
4.7-rasmda uchburchak nuqsonlari bo'lgan qurilmaning beshta xarakteristikasining statistik taqsimotining gistogrammasi keltirilgan. Ko'k nuqta chiziq qurilma xarakteristikasining buzilishi uchun ajratuvchi chiziqdir va qizil nuqta chiziq qurilmaning ishdan chiqishi uchun ajratuvchi chiziqdir. Qurilmaning ishdan chiqishi uchun uchburchak nuqsonlar katta ta'sir ko'rsatadi va buzilish darajasi 93% dan yuqori. Bu, asosan, uchburchak nuqsonlarning qurilmalarning teskari oqish xususiyatlariga ta'siri bilan bog'liq. Uchburchak nuqsonlari bo'lgan qurilmalarning 93% gacha teskari oqish sezilarli darajada oshdi. Bundan tashqari, uchburchak nuqsonlar, shuningdek, 60% buzilish darajasi bilan darvoza qochqinning xususiyatlariga jiddiy ta'sir ko'rsatadi. 4.2-jadvalda ko'rsatilgandek, pol kuchlanishining pasayishi va tana diyotining xarakteristikasi degradatsiyasi uchun uchburchak nuqsonlarning ta'siri kichik va buzilish nisbati mos ravishda 26% va 33% ni tashkil qiladi. Qarshilikning kuchayishiga olib keladigan nuqtai nazardan, uchburchak nuqsonlarning ta'siri zaif va buzilish nisbati taxminan 33% ni tashkil qiladi.
Epitaksial chuqur nuqsonlarining MOSFET qurilmasi xususiyatlariga ta'siri
4.8-rasm epitaksial chuqur nuqsonlarini o'z ichiga olgan qurilmaning beshta xarakteristikasining statistik taqsimotining gistogrammasi. Ko'k nuqta chiziq qurilma xarakteristikasining buzilishi uchun ajratuvchi chiziqdir va qizil nuqta chiziq qurilmaning ishdan chiqishi uchun ajratuvchi chiziqdir. Bundan ko'rinib turibdiki, SiC MOSFET namunasida epitaksial chuqur nuqsonlari bo'lgan qurilmalar soni uchburchak nuqsonlari bo'lgan qurilmalar soniga teng. Epitaksial chuqur nuqsonlarining qurilma xususiyatlariga ta'siri uchburchak nuqsonlardan farq qiladi. Qurilmaning ishdan chiqishi nuqtai nazaridan, epitaksial chuqur nuqsonlarini o'z ichiga olgan qurilmalarning ishdan chiqishi faqat 47% ni tashkil qiladi. Uchburchak nuqsonlar bilan solishtirganda, epitaksial chuqur nuqsonlarining qurilmaning teskari oqish xususiyatlariga va eshik oqish xususiyatlariga ta'siri sezilarli darajada zaiflashadi, buzilish nisbati mos ravishda 53% va 38% ni tashkil qiladi, 4.3-jadvalda ko'rsatilgan. Boshqa tomondan, epitaksial chuqur nuqsonlarining pol kuchlanish xususiyatlariga, tananing diodining o'tkazuvchanlik xususiyatlariga va qarshilikka ta'siri uchburchak nuqsonlarga qaraganda ko'proq bo'lib, buzilish nisbati 38% ga etadi.
Umuman olganda, ikkita morfologik nuqson, ya'ni uchburchaklar va epitaksial chuqurlar SiC MOSFET qurilmalarining ishdan chiqishi va xarakterli degradatsiyasiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Uchburchak nuqsonlarning mavjudligi eng halokatli bo'lib, buzilish darajasi 93% ga etadi, asosan qurilmaning teskari oqishining sezilarli darajada oshishi sifatida namoyon bo'ladi. Epitaksial chuqur nuqsonlari bo'lgan qurilmalarda nosozlik darajasi 47% past edi. Biroq, epitaksial chuqur nuqsonlari uchburchak nuqsonlarga qaraganda qurilmaning chegara kuchlanishiga, korpus diodining o'tkazuvchanlik xususiyatlariga va qarshiligiga ko'proq ta'sir qiladi.
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 16 aprel