Triangular nga depekto
Ang mga depekto sa triangular mao ang labing makamatay nga mga depekto sa morpolohiya sa mga lut-od sa epitaxial nga SiC. Daghang mga taho sa literatura ang nagpakita nga ang pagkaporma sa mga depekto sa triangular adunay kalabotan sa porma sa kristal nga 3C. Bisan pa, tungod sa lainlaing mga mekanismo sa pagtubo, ang morpolohiya sa daghang mga depekto sa triangular sa ibabaw sa epitaxial layer managlahi kaayo. Mahimo kini nga bahinon sa mosunod nga mga tipo:
(1) Adunay mga trianggulo nga depekto nga adunay dagkong mga partikulo sa ibabaw
Kini nga matang sa triangular defect adunay dako nga spherical particle sa ibabaw, nga mahimong tungod sa mga nahulog nga butang atol sa proseso sa pagtubo. Usa ka gamay nga triangular nga lugar nga adunay bagis nga nawong ang makita paubos gikan niini nga vertex. Kini tungod sa kamatuoran nga atol sa epitaxial process, duha ka lain-laing 3C-SiC layers ang sunod-sunod nga naporma sa triangular nga lugar, diin ang unang layer gi-nucleate sa interface ug motubo pinaagi sa 4H-SiC step flow. Samtang nagkadako ang gibag-on sa epitaxial layer, ang ikaduhang layer sa 3C polytype nag-nucleate ug motubo sa mas gagmay nga triangular nga mga lungag, apan ang 4H growth step wala hingpit nga makatabon sa 3C polytype area, nga naghimo sa V-shaped groove area sa 3C-SiC nga klaro gihapon nga makita.
(2) Adunay gagmay nga mga partikulo sa ibabaw ug mga trianggulo nga depekto nga adunay bagis nga nawong
Ang mga partikulo sa mga vertex niining matang sa triangular defect mas gagmay, sama sa gipakita sa Figure 4.2. Ug kadaghanan sa triangular area natabunan sa step flow sa 4H-SiC, buot ipasabot, ang tibuok 3C-SiC layer hingpit nga nasulod sa ilalom sa 4H-SiC layer. Ang growth steps lang sa 4H-SiC ang makita sa triangular defect surface, apan kini nga mga steps mas dako kay sa conventional 4H crystal growth steps.
(3) Triangular nga mga depekto nga adunay hamis nga nawong
Kini nga matang sa triangular defect adunay hamis nga morpolohiya sa nawong, sama sa gipakita sa Figure 4.3. Alang sa ingon nga triangular defects, ang 3C-SiC layer gitabonan sa step flow sa 4H-SiC, ug ang 4H crystal form sa nawong mas molambo ug mohapsay.
Mga depekto sa epitaxial pit
Ang mga epitaxial pit (Mga Lungag) usa sa labing komon nga mga depekto sa morpolohiya sa nawong, ug ang ilang tipikal nga morpolohiya sa nawong ug istruktura nga outline gipakita sa Figure 4.4. Ang lokasyon sa mga threading dislocation (TD) corrosion pit nga naobserbahan pagkahuman sa KOH etching sa likod sa aparato adunay klaro nga pagkatugma sa lokasyon sa mga epitaxial pit sa wala pa ang pag-andam sa aparato, nga nagpakita nga ang pagkaporma sa mga depekto sa epitaxial pit adunay kalabotan sa mga threading dislocation.
mga depekto sa karot
Ang mga depekto sa carrot usa ka komon nga depekto sa nawong sa 4H-SiC epitaxial layers, ug ang ilang tipikal nga morpolohiya gipakita sa Figure 4.5. Ang depekto sa carrot gitaho nga naporma pinaagi sa interseksyon sa Franconian ug prismatic stacking faults nga nahimutang sa basal plane nga konektado sa step-like dislocations. Gikataho usab nga ang pagporma sa mga depekto sa carrot may kalabutan sa TSD sa substrate. Nakita ni Tsuchida H. et al. nga ang densidad sa mga depekto sa carrot sa epitaxial layer proporsyonal sa densidad sa TSD sa substrate. Ug pinaagi sa pagtandi sa mga imahe sa morpolohiya sa nawong sa wala pa ug pagkahuman sa pagtubo sa epitaxial, ang tanan nga naobserbahan nga mga depekto sa carrot makita nga katumbas sa TSD sa substrate. Gigamit ni Wu H. et al. ang Raman scattering test characterization aron mahibal-an nga ang mga depekto sa carrot wala maglangkob sa 3C crystal form, apan ang 4H-SiC polytype lamang.
Epekto sa triangular nga mga depekto sa mga kinaiya sa MOSFET device
Ang Figure 4.7 usa ka histogram sa statistical distribution sa lima ka kinaiya sa usa ka device nga adunay triangular defects. Ang asul nga tuldok-tuldok nga linya mao ang linya sa pagbahin alang sa pagkadaot sa kinaiya sa device, ug ang pula nga tuldok-tuldok nga linya mao ang linya sa pagbahin alang sa pagkapakyas sa device. Alang sa pagkapakyas sa device, ang triangular defects adunay dako nga epekto, ug ang failure rate labaw sa 93%. Kini kasagaran tungod sa impluwensya sa triangular defects sa reverse leakage characteristics sa mga device. Hangtod sa 93% sa mga device nga adunay triangular defects ang adunay dakong pagtaas sa reverse leakage. Dugang pa, ang triangular defects adunay usab seryoso nga epekto sa gate leakage characteristics, nga adunay degradation rate nga 60%. Sama sa gipakita sa Table 4.2, alang sa threshold voltage degradation ug body diode characteristic degradation, ang epekto sa triangular defects gamay ra, ug ang degradation proportions kay 26% ug 33% matag usa. Sa mga termino sa hinungdan sa pagtaas sa on-resistance, ang epekto sa triangular defects huyang, ug ang degradation ratio kay mga 33%.
Epekto sa mga depekto sa epitaxial pit sa mga kinaiya sa MOSFET device
Ang Figure 4.8 usa ka histogram sa statistical distribution sa lima ka kinaiya sa usa ka device nga adunay epitaxial pit defects. Ang asul nga tuldok-tuldok nga linya mao ang linya sa pagbahin alang sa device characteristic degradation, ug ang pula nga tuldok-tuldok nga linya mao ang linya sa pagbahin alang sa device failure. Makita gikan niini nga ang gidaghanon sa mga device nga adunay epitaxial pit defects sa SiC MOSFET sample katumbas sa gidaghanon sa mga device nga adunay triangular defects. Ang epekto sa epitaxial pit defects sa mga kinaiya sa device lahi sa triangular defects. Sa termino sa device failure, ang failure rate sa mga device nga adunay epitaxial pit defects kay 47% lang. Kon itandi sa triangular defects, ang epekto sa epitaxial pit defects sa reverse leakage characteristics ug gate leakage characteristics sa device mihuyang pag-ayo, nga adunay degradation ratios nga 53% ug 38% matag usa, sama sa gipakita sa Table 4.3. Sa laing bahin, ang epekto sa epitaxial pit defects sa threshold voltage characteristics, body diode conduction characteristics ug on-resistance mas dako kay sa triangular defects, nga ang degradation ratio miabot sa 38%.
Sa kinatibuk-an, duha ka depekto sa morpolohiya, nga mao ang mga trianggulo ug epitaxial pit, adunay dakong epekto sa pagkapakyas ug kinaiya nga pagkadaot sa mga SiC MOSFET device. Ang paglungtad sa mga trianggulo nga depekto mao ang labing makamatay, nga adunay rate sa pagkapakyas nga moabot sa 93%, nga kasagaran makita isip usa ka dakong pagtaas sa reverse leakage sa device. Ang mga device nga adunay mga depekto sa epitaxial pit adunay mas ubos nga rate sa pagkapakyas nga 47%. Bisan pa, ang mga depekto sa epitaxial pit adunay mas dakong epekto sa threshold voltage sa device, mga kinaiya sa conduction sa body diode ug on-resistance kaysa sa mga depekto sa trianggulo.
Oras sa pag-post: Abr-16-2024