Triangula difekto
Triangulaj difektoj estas la plej mortigaj morfologiaj difektoj en SiC-epitaksaj tavoloj. Granda nombro da literaturaj raportoj montris, ke la formado de triangulaj difektoj rilatas al la 3C-kristala formo. Tamen, pro malsamaj kreskomekanismoj, la morfologio de multaj triangulaj difektoj sur la surfaco de la epititaksaj tavoloj estas tre malsama. Ĝi povas esti malglate dividita en la jenajn tipojn:
(1) Estas triangulaj difektoj kun grandaj partikloj ĉe la supro
Ĉi tiu tipo de triangula difekto havas grandan sferan partiklon ĉe la supro, kiu povas esti kaŭzita de falantaj objektoj dum la kreskoprocezo. Malgranda triangula areo kun malglata surfaco videblas malsupren de ĉi tiu vertico. Ĉi tio ŝuldiĝas al la fakto, ke dum la epitaksia procezo, du malsamaj 3C-SiC-tavoloj formiĝas sinsekve en la triangula areo, el kiuj la unua tavolo estas nuklea ĉe la interfaco kaj kreskas tra la 4H-SiC-paŝa fluo. Dum la dikeco de la epitaksia tavolo pliiĝas, la dua tavolo de 3C-politipo nukleas kaj kreskas en pli malgrandaj triangulaj kavaĵoj, sed la 4H-kreskopaŝo ne tute kovras la 3C-politipan areon, igante la V-forman kanelareon de 3C-SiC ankoraŭ klare videbla.
(2) Estas malgrandaj partikloj ĉe la supro kaj triangulaj difektoj kun malglata surfaco
La partikloj ĉe la verticoj de ĉi tiu tipo de triangula difekto estas multe pli malgrandaj, kiel montrite en Figuro 4.2. Kaj plejparto de la triangula areo estas kovrita de la paŝofluo de 4H-SiC, tio estas, la tuta 3C-SiC-tavolo estas tute enigita sub la 4H-SiC-tavolo. Nur la kreskoŝtupoj de 4H-SiC videblas sur la triangula difektosurfaco, sed ĉi tiuj ŝtupoj estas multe pli grandaj ol la konvenciaj 4H-kristalaj kreskoŝtupoj.
(3) Triangulaj difektoj kun glata surfaco
Ĉi tiu tipo de triangula difekto havas glatan surfacan morfologion, kiel montrite en Figuro 4.3. Ĉe tiaj triangulaj difektoj, la 3C-SiC-tavolo estas kovrita de la paŝofluo de 4H-SiC, kaj la 4H-kristala formo sur la surfaco kreskas pli fajna kaj glata.
Epitaksiaj fosaĵdifektoj
Epitaksiaj kavetoj (Kavetoj) estas unu el la plej oftaj surfacmorfologiaj difektoj, kaj ilia tipa surfaca morfologio kaj struktura konturo estas montritaj en Figuro 4.4. La loko de la surfadenaj dislokacioj (TD) korodaj kavetoj observitaj post KOH-gravurado sur la malantaŭo de la aparato havas klaran korespondadon kun la loko de la epitaksiaj kavetoj antaŭ la preparado de la aparato, indikante ke la formado de epitaksiaj kavetodifektoj rilatas al surfadenaj dislokacioj.
karotaj difektoj
Karotaj difektoj estas ofta surfaca difekto en 4H-SiC epitaksiaj tavoloj, kaj ilia tipa morfologio estas montrita en Figuro 4.5. La karota difekto laŭdire formiĝas per la intersekco de frankonaj kaj prismaj stakigaj faŭltoj situantaj sur la baza ebeno konektitaj per ŝtuposimilaj dislokacioj. Ankaŭ estis raportite, ke la formado de karotaj difektoj rilatas al TSD en la substrato. Tsuchida H. et al. trovis, ke la denseco de karotaj difektoj en la epitaksia tavolo estas proporcia al la denseco de TSD en la substrato. Kaj komparante la surfacajn morfologiajn bildojn antaŭ kaj post epitaksia kresko, ĉiuj observitaj karotaj difektoj povas esti trovitaj korespondantaj al la TSD en la substrato. Wu H. et al. uzis Raman-disĵetan testan karakterizadon por trovi, ke la karotaj difektoj ne enhavis la 3C-kristalan formon, sed nur la 4H-SiC-politipon.
Efiko de triangulaj difektoj sur MOSFET-aparataj karakterizaĵoj
Figuro 4.7 estas histogramo de la statistika distribuo de kvin karakterizaĵoj de aparato enhavanta triangulajn difektojn. La blua punktita linio estas la dividlinio por degradiĝo de la karakterizaĵoj de la aparato, kaj la ruĝa punktita linio estas la dividlinio por la paneo de la aparato. Por paneoj de aparato, triangulaj difektoj havas grandan efikon, kaj la paneo-procento estas pli granda ol 93%. Ĉi tio estas ĉefe atribuita al la influo de triangulaj difektoj sur la inversaj elfluaj karakterizaĵoj de aparatoj. Ĝis 93% de aparatoj enhavantaj triangulajn difektojn havas signife pliigitan inversan elfluadon. Krome, la triangulaj difektoj ankaŭ havas gravan efikon sur la pordegajn elfluajn karakterizaĵojn, kun degradiĝa procento de 60%. Kiel montrite en Tabelo 4.2, por degradiĝo de la sojla tensio kaj degradiĝo de la karakterizaĵoj de la korpodiodo, la efiko de triangulaj difektoj estas malgranda, kaj la degradiĝaj proporcioj estas 26% kaj 33% respektive. Rilate al kaŭzado de pliiĝo de la ŝaltita rezisto, la efiko de triangulaj difektoj estas malforta, kaj la degradiĝa proporcio estas ĉirkaŭ 33%.
Efiko de epitaksiaj fosaĵdifektoj sur MOSFET-aparatkarakterizaĵoj
Figuro 4.8 estas histogramo de la statistika distribuo de kvin karakterizaĵoj de aparato enhavanta epitaksiajn kavaĵajn difektojn. La blua punktita linio estas la dividlinio por degradiĝo de la karakterizaĵoj de la aparato, kaj la ruĝa punktita linio estas la dividlinio por paneo de la aparato. El tio videblas, ke la nombro da aparatoj enhavantaj epitaksiajn kavaĵajn difektojn en la SiC MOSFET-specimeno estas ekvivalenta al la nombro da aparatoj enhavantaj triangulajn difektojn. La efiko de epitaksiaj kavaĵaj difektoj sur la karakterizaĵoj de la aparato estas malsama ol tiu de triangulaj difektoj. Rilate al paneo de la aparato, la paneofteco de aparatoj enhavantaj epitaksiajn kavaĵajn difektojn estas nur 47%. Kompare kun triangulaj difektoj, la efiko de epitaksiaj kavaĵaj difektoj sur la inversaj elfluaj karakterizaĵoj kaj la pordegaj elfluaj karakterizaĵoj de la aparato estas signife malfortigita, kun degradiĝaj proporcioj de 53% kaj 38% respektive, kiel montrite en Tabelo 4.3. Aliflanke, la efiko de epitaksiaj kavaĵaj difektoj sur la sojlaj tensiaj karakterizaĵoj, la konduktaj karakterizaĵoj de la korpdiodo kaj la ŝaltita rezisto estas pli granda ol tiu de triangulaj difektoj, kun la degradiĝa proporcio atinganta 38%.
Ĝenerale, du morfologiaj difektoj, nome trianguloj kaj epitaksiaj kavetoj, havas signifan efikon sur la difekton kaj karakterizan degeneron de SiC MOSFET-aparatoj. La ekzisto de triangulaj difektoj estas la plej mortiga, kun fiaskoprocento de ĝis 93%, ĉefe manifestiĝanta kiel signifa pliiĝo de inversa elfluado de la aparato. Aparatoj enhavantaj epitaksiajn kavetodifektojn havis pli malaltan fiaskoprocenton de 47%. Tamen, epitaksiaj kavetodifektoj havas pli grandan efikon sur la sojla tensio de la aparato, konduktaj karakterizaĵoj de la korpdiodo kaj ŝaltita rezisto ol triangulaj difektoj.
Afiŝtempo: 16-a de aprilo 2024