Easbhaidh trì-cheàrnach
’S e lochdan triantanach na lochdan morf-eòlach as marbhtaiche ann an sreathan epitaxial SiC. Tha àireamh mhòr de aithisgean litreachais air sealltainn gu bheil cruthachadh lochdan triantanach co-cheangailte ri cruth criostail 3C. Ach, air sgàth diofar dhòighean fàis, tha morf-eòlas mòran lochdan triantanach air uachdar an t-sreath epitaxial gu math eadar-dhealaichte. Faodar a roinn gu garbh anns na seòrsaichean a leanas:
(1) Tha lochdan trì-cheàrnach ann le mìrean mòra aig a’ mhullach
Tha mìrean cruinn mhòr aig a’ mhullach aig an t-seòrsa locht trì-cheàrnach seo, a dh’ fhaodadh a bhith air adhbhrachadh le nithean a’ tuiteam rè a’ phròiseis fàis. Chithear raon beag trì-cheàrnach le uachdar garbh sìos bhon mhullach seo. Tha seo air sgàth gu bheil dà shreath 3C-SiC eadar-dhealaichte air an cruthachadh às dèidh a chèile rè a’ phròiseis epitaxial san raon trì-cheàrnach, agus tha a’ chiad shreath air a niuclasachadh aig an eadar-aghaidh agus a’ fàs tron t-sruth ceum 4H-SiC. Mar a bhios tiughas an t-sreath epitaxial ag àrdachadh, bidh an dàrna sreath de polytype 3C a’ niuclasachadh agus a’ fàs ann an slocan trì-cheàrnach nas lugha, ach chan eil ceum fàis 4H a’ còmhdach raon polytype 3C gu tur, a’ dèanamh raon clais V-chruthach 3C-SiC fhathast ri fhaicinn gu soilleir.
(2) Tha mìrean beaga aig a’ mhullach agus lochdan trì-cheàrnach le uachdar garbh
Tha na mìrean aig mullaichean an t-seòrsa locht trì-cheàrnach seo mòran nas lugha, mar a chithear ann am Figear 4.2. Agus tha a’ mhòr-chuid den raon trì-cheàrnach còmhdaichte leis an t-sruthadh ceumnach de 4H-SiC, is e sin, tha an sreath 3C-SiC gu lèir air a leabachadh gu tur fon t-sreath 4H-SiC. Chan fhaicear ach ceumannan fàis 4H-SiC air uachdar an locht trì-cheàrnach, ach tha na ceumannan seo mòran nas motha na ceumannan fàis criostail 4H àbhaisteach.
(3) Easbhaidhean trì-cheàrnach le uachdar rèidh
Tha cruth uachdar rèidh aig an t-seòrsa locht trì-cheàrnach seo, mar a chithear ann am Figear 4.3. Airson lochdan trì-cheàrnach mar sin, tha an sreath 3C-SiC còmhdaichte le sruth ceum air cheum 4H-SiC, agus bidh cruth criostail 4H air an uachdar a’ fàs nas mìne agus nas rèidhe.
Easbhaidhean slochd epitaxial
’S e slocan epitaxial (Pits) aon de na lochdan morf-eòlas uachdar as cumanta, agus chithear am morf-eòlas uachdar àbhaisteach agus an cruth structarail aca ann am Figear 4.4. Tha co-fhreagarrachd shoilleir aig suidheachadh nan slocan creimeadh dì-ghluasad snàthainn (TD) a chithear às dèidh gràbhaladh KOH air cùl an inneil ri suidheachadh nan slocan epitaxial mus deach an inneal ullachadh, a’ nochdadh gu bheil cruthachadh lochdan sloc epitaxial co-cheangailte ri dì-ghluasadan snàthainn.
easbhaidhean currain
Tha lochdan currain nan lochd uachdar cumanta ann an sreathan epitaxial 4H-SiC, agus chithear am morf-eòlas àbhaisteach aca ann am Figear 4.5. Thathar ag aithris gu bheil an lochd currain air a chruthachadh le crois-ghearradh lochtan cruachaidh Franconianach agus prismatic suidhichte air a’ phlèana bonn ceangailte le dì-ghluasadan coltach ri ceuman. Chaidh aithris cuideachd gu bheil cruthachadh lochdan currain co-cheangailte ri TSD anns an t-substrate. Lorg Tsuchida H. et al. gu bheil dùmhlachd lochdan currain anns an t-sreath epitaxial co-rèireach ri dùmhlachd TSD anns an t-substrate. Agus le bhith a’ dèanamh coimeas eadar na h-ìomhaighean morf-eòlais uachdar ro agus às deidh fàs epitaxial, gheibhear a-mach gu bheil a h-uile lochd currain a chaidh fhaicinn a’ freagairt ris an TSD anns an t-substrate. Chleachd Wu H. et al. comharrachadh deuchainn sgapadh Raman gus faighinn a-mach nach robh na lochdan currain anns a’ chruth criostail 3C, ach dìreach am polytype 4H-SiC.
Buaidh lochdan trì-cheàrnach air feartan innealan MOSFET
Tha Figear 4.7 na histogram de sgaoileadh staitistigeil còig feartan inneal anns a bheil uireasbhaidhean trì-cheàrnach. Is e an loidhne dhotagach ghorm an loidhne roinneadh airson crìonadh feartan an inneil, agus is e an loidhne dhotagach dhearg an loidhne roinneadh airson fàilligeadh an inneil. Airson fàilligeadh an inneil, tha buaidh mhòr aig uireasbhaidhean trì-cheàrnach, agus tha an ìre fàilligeadh nas àirde na 93%. Tha seo gu ìre mhòr air a chur às leth buaidh uireasbhaidhean trì-cheàrnach air feartan aodion cùil innealan. Tha suas ri 93% de dh’ innealan anns a bheil uireasbhaidhean trì-cheàrnach air aodion cùil a mheudachadh gu mòr. A bharrachd air an sin, tha buaidh mhòr aig na uireasbhaidhean trì-cheàrnach cuideachd air feartan aodion a’ gheata, le ìre crìonaidh de 60%. Mar a chithear ann an Clàr 4.2, airson crìonadh bholtaids stairsnich agus crìonadh feartan diode bodhaig, tha buaidh uireasbhaidhean trì-cheàrnach beag, agus tha na co-mheasan crìonaidh 26% agus 33% fa leth. A thaobh àrdachadh ann an strì an aghaidh, tha buaidh uireasbhaidhean trì-cheàrnach lag, agus tha an co-mheas crìonaidh mu 33%.
Buaidh lochdan slochd epitaxial air feartan inneal MOSFET
Tha Figear 4.8 na histogram den sgaoileadh staitistigeil de chòig feartan inneal anns a bheil uireasbhaidhean sloc epitaxial. Is e an loidhne dhotagach ghorm an loidhne roinneadh airson crìonadh feartan an inneil, agus is e an loidhne dhotagach dhearg an loidhne roinneadh airson fàilligeadh an inneil. Chithear bhon seo gu bheil an àireamh de dh’ innealan anns a bheil uireasbhaidhean sloc epitaxial anns an sampall SiC MOSFET co-ionann ris an àireamh de dh’ innealan anns a bheil uireasbhaidhean triantanach. Tha buaidh uireasbhaidhean sloc epitaxial air feartan an inneil eadar-dhealaichte bho bhuaidh uireasbhaidhean triantanach. A thaobh fàilligeadh an inneil, chan eil an ìre fàilligeadh de dh’ innealan anns a bheil uireasbhaidhean sloc epitaxial ach 47%. An coimeas ri uireasbhaidhean triantanach, tha buaidh uireasbhaidhean sloc epitaxial air feartan aodion cùil agus feartan aodion geata an inneil air a lagachadh gu mòr, le co-mheasan crìonaidh de 53% agus 38% fa leth, mar a chithear ann an Clàr 4.3. Air an làimh eile, tha buaidh uireasbhaidhean sloc epitaxial air feartan bholtaids stairsneach, feartan giùlain diode bodhaig agus strì-air nas motha na buaidh uireasbhaidhean triantanach, leis a’ cho-mheas crìonaidh a’ ruighinn 38%.
San fharsaingeachd, tha buaidh mhòr aig dà lochd morf-eòlach, is iad sin triantanan agus slocan epitaxial, air fàilligeadh agus crìonadh feartan innealan SiC MOSFET. Is e làthaireachd lochdan triantanach as marbhtaiche, le ìre fàilligeadh cho àrd ri 93%, air a nochdadh sa mhòr-chuid mar àrdachadh mòr ann an aodion cùil an inneil. Bha ìre fàilligeadh nas ìsle de 47% aig innealan anns an robh lochdan sloc epitaxial. Ach, tha buaidh nas motha aig lochdan sloc epitaxial air bholtaids stairsneach an inneil, feartan giùlain diode bodhaig agus strì an aghaidh-air na lochdan triantanach.
Àm puist: 16 Giblean 2024