Defo triyangilè
Defo triyangilè yo se defo mòfolojik ki pi fatal nan kouch epitaksi SiC yo. Yon gwo kantite rapò literati montre ke fòmasyon defo triyangilè yo gen rapò ak fòm kristal 3C la. Sepandan, akòz diferan mekanis kwasans, mòfoloji anpil defo triyangilè sou sifas kouch epitaksi a byen diferan. Li ka divize an gwo kantite kalite sa yo:
(1) Gen domaj triyangilè ak gwo patikil anlè a.
Kalite domaj triyangilè sa a gen yon gwo patikil esferik anlè a, sa ki ka koze pa objè ki tonbe pandan pwosesis kwasans lan. Yon ti zòn triyangilè ak yon sifas ki graj ka obsève anba soti nan somè sa a. Sa a se akòz lefèt ke pandan pwosesis epitaksi a, de kouch 3C-SiC diferan fòme youn apre lòt nan zòn triyangilè a, kote premye kouch la nikleye nan koòdone a epi li grandi nan koule etap 4H-SiC la. Pandan epesè kouch epitaksi a ogmante, dezyèm kouch politip 3C a nikleye epi li grandi nan twou triyangilè ki pi piti, men etap kwasans 4H la pa kouvri nèt zòn politip 3C a, sa ki fè zòn rainur ki gen fòm V nan 3C-SiC a toujou vizib klèman.
(2) Gen ti patikil anlè a ak domaj triyangilè ak sifas ki graj.
Patikil ki nan somè domaj triyangilè sa a pi piti anpil, jan yo montre nan Figi 4.2. Epi pifò nan zòn triyangilè a kouvri pa koule etap pa etap 4H-SiC a, sa vle di, tout kouch 3C-SiC a konplètman entegre anba kouch 4H-SiC la. Se sèlman etap kwasans 4H-SiC yo ki vizib sou sifas domaj triyangilè a, men etap sa yo pi gwo pase etap kwasans kristal 4H konvansyonèl yo.
(3) Defo triyangilè ak sifas lis
Kalite domaj triyangilè sa a gen yon mòfoloji sifas lis, jan yo montre nan Figi 4.3. Pou domaj triyangilè sa yo, kouch 3C-SiC a kouvri pa koule etap pa etap 4H-SiC a, epi fòm kristal 4H sou sifas la vin pi rafine e pi lis.
Defo twou epitaksi
Twou epitaksiyal (Pits) yo se youn nan domaj mòfoloji sifas ki pi komen, epi mòfoloji sifas tipik yo ak kontou estriktirèl yo montre nan Figi 4.4. Kote twou korozyon dislokasyon filetaj (TD) yo obsève apre grave KOH sou do aparèy la gen yon korespondans klè ak kote twou epitaksiyal yo anvan preparasyon aparèy la, sa ki endike ke fòmasyon domaj twou epitaksiyal yo gen rapò ak dislokasyon filetaj.
domaj kawòt
Defo kawòt yo se yon defo sifas komen nan kouch epitaksi 4H-SiC yo, epi mòfoloji tipik yo montre nan Figi 4.5. Yo rapòte ke defo kawòt la fòme pa entèseksyon fay anpileman frankonyen ak prismatik ki sitiye sou plan bazal la ki konekte pa dislokasyon ki sanble ak etap pa etap. Yo rapòte tou ke fòmasyon defo kawòt yo gen rapò ak TSD nan substra a. Tsuchida H. et al. te jwenn ke dansite defo kawòt yo nan kouch epitaksi a pwopòsyonèl ak dansite TSD nan substra a. Epi lè yo konpare imaj mòfoloji sifas yo anvan ak apre kwasans epitaksi a, yo ka jwenn ke tout defo kawòt yo obsève yo koresponn ak TSD nan substra a. Wu H. et al. te itilize karakterizasyon tès dispèsyon Raman pou jwenn ke defo kawòt yo pa t genyen fòm kristal 3C a, men sèlman politip 4H-SiC la.
Efè domaj triyangilè sou karakteristik aparèy MOSFET yo
Figi 4.7 la se yon istogram distribisyon estatistik senk karakteristik yon aparèy ki gen domaj triyangilè. Liy pwentiye ble a se liy divizyon pou degradasyon karakteristik aparèy la, epi liy pwentiye wouj la se liy divizyon pou echèk aparèy la. Pou echèk aparèy, domaj triyangilè yo gen yon gwo enpak, epi to echèk la pi gran pase 93%. Sa a sitou atribiye a enfliyans domaj triyangilè yo sou karakteristik flit envès aparèy yo. Jiska 93% nan aparèy ki gen domaj triyangilè yo gen yon ogmantasyon siyifikatif nan flit envès. Anplis de sa, domaj triyangilè yo gen yon enpak serye tou sou karakteristik flit pòtay la, ak yon to degradasyon 60%. Jan yo montre nan Tablo 4.2, pou degradasyon vòltaj papòt ak degradasyon karakteristik dyòd kò a, enpak domaj triyangilè yo piti, epi pwopòsyon degradasyon yo se 26% ak 33% respektivman. An tèm de ogmantasyon rezistans aktif, enpak domaj triyangilè yo fèb, epi rapò degradasyon an se anviwon 33%.
Efè domaj twou epitaksyèl sou karakteristik aparèy MOSFET yo
Figi 4.8 la se yon istogram distribisyon estatistik senk karakteristik yon aparèy ki gen domaj twou epitaksi. Liy pwentiye ble a se liy divizyon pou degradasyon karakteristik aparèy la, epi liy pwentiye wouj la se liy divizyon pou echèk aparèy la. Nou ka wè nan sa a ke kantite aparèy ki gen domaj twou epitaksi nan echantiyon SiC MOSFET la ekivalan a kantite aparèy ki gen domaj triyangilè. Enpak domaj twou epitaksi sou karakteristik aparèy yo diferan de domaj triyangilè yo. An tèm de echèk aparèy, to echèk aparèy ki gen domaj twou epitaksi se sèlman 47%. Konpare ak domaj triyangilè yo, enpak domaj twou epitaksi sou karakteristik flit envès ak karakteristik flit pòtay aparèy la siyifikativman febli, ak rapò degradasyon 53% ak 38% respektivman, jan yo montre nan Tablo 4.3. Nan lòt men an, enpak domaj twou epitaksi sou karakteristik vòltaj papòt, karakteristik kondiksyon dyòd kò a ak rezistans-liyman pi gran pase domaj triyangilè yo, ak rapò degradasyon an rive nan 38%.
An jeneral, gen de domaj mòfolojik, sètadi triyang ak twou epitaksi, ki gen yon enpak siyifikatif sou echèk ak degradasyon karakteristik aparèy SiC MOSFET yo. Egzistans domaj triyangilè yo se pi fatal la, ak yon to echèk ki rive jiska 93%, ki manifeste sitou kòm yon ogmantasyon siyifikatif nan flit ranvèse nan aparèy la. Aparèy ki gen domaj twou epitaksi yo te gen yon to echèk ki pi ba, 47%. Sepandan, domaj twou epitaksi yo gen yon pi gwo enpak sou vòltaj papòt aparèy la, karakteristik kondiksyon dyòd kò a ak rezistans pase domaj triyangilè yo.
Dat piblikasyon: 16 avril 2024