Cacat segitiga
Cacat segitiga minangka cacat morfologis sing paling fatal ing lapisan epitaksial SiC. Akeh laporan literatur sing nuduhake yen pembentukan cacat segitiga ana hubungane karo bentuk kristal 3C. Nanging, amarga mekanisme pertumbuhan sing beda, morfologi akeh cacat segitiga ing permukaan lapisan epitaksial cukup beda. Iki bisa dipérang dadi jinis ing ngisor iki:
(1) Ana cacat segitiga kanthi partikel gedhe ing sisih ndhuwur
Cacat segitiga jinis iki nduweni partikel bunder gedhe ing sisih ndhuwur, sing bisa uga disebabake dening obyek sing tiba sajrone proses pertumbuhan. Area segitiga cilik kanthi permukaan kasar bisa diamati mudhun saka vertex iki. Iki amarga kasunyatan manawa sajrone proses epitaksial, rong lapisan 3C-SiC sing beda dibentuk kanthi berturut-turut ing area segitiga, ing ngendi lapisan pertama diinkulasi ing antarmuka lan tuwuh liwat aliran langkah 4H-SiC. Nalika kekandelan lapisan epitaksial mundhak, lapisan kapindho politipe 3C diinkulasi lan tuwuh ing jugangan segitiga sing luwih cilik, nanging langkah pertumbuhan 4H ora nutupi area politipe 3C kanthi lengkap, saengga area alur berbentuk V saka 3C-SiC isih katon jelas.
(2) Ana partikel cilik ing sisih ndhuwur lan cacat segitiga kanthi permukaan kasar
Partikel-partikel ing simpul cacat segitiga jinis iki luwih cilik, kaya sing dituduhake ing Gambar 4.2. Lan sebagian besar area segitiga ditutupi dening aliran langkah 4H-SiC, yaiku, kabeh lapisan 3C-SiC nempel kabeh ing sangisore lapisan 4H-SiC. Mung langkah pertumbuhan 4H-SiC sing bisa dideleng ing permukaan cacat segitiga, nanging langkah-langkah iki luwih gedhe tinimbang langkah pertumbuhan kristal 4H konvensional.
(3) Cacat segitiga kanthi permukaan sing alus
Cacat segitiga jinis iki nduweni morfologi permukaan sing alus, kaya sing dituduhake ing Gambar 4.3. Kanggo cacat segitiga kasebut, lapisan 3C-SiC ditutupi dening aliran langkah 4H-SiC, lan bentuk kristal 4H ing permukaan saya alus lan luwih alus.
Cacat bolongan epitaksial
Lubang epitaksial (Lubang) minangka salah sawijining cacat morfologi permukaan sing paling umum, lan morfologi permukaan lan garis besar struktural sing khas dituduhake ing Gambar 4.4. Lokasi lubang korosi dislokasi ulir (TD) sing diamati sawise etsa KOH ing mburi piranti duwe korespondensi sing jelas karo lokasi lubang epitaksial sadurunge persiapan piranti, sing nuduhake yen pembentukan cacat lubang epitaksial ana gandhengane karo dislokasi ulir.
cacat wortel
Cacat wortel minangka cacat permukaan umum ing lapisan epitaksial 4H-SiC, lan morfologi khas dituduhake ing Gambar 4.5. Cacat wortel dilaporake dibentuk dening persimpangan kesalahan susun Franconian lan prismatik sing dumunung ing bidang basal sing disambungake dening dislokasi kaya langkah. Uga wis dilaporake yen pembentukan cacat wortel ana hubungane karo TSD ing substrat. Tsuchida H. et al. nemokake manawa kapadhetan cacat wortel ing lapisan epitaksial sebanding karo kapadhetan TSD ing substrat. Lan kanthi mbandhingake gambar morfologi permukaan sadurunge lan sawise pertumbuhan epitaksial, kabeh cacat wortel sing diamati bisa ditemokake cocog karo TSD ing substrat. Wu H. et al. nggunakake karakterisasi uji hamburan Raman kanggo nemokake manawa cacat wortel ora ngemot bentuk kristal 3C, nanging mung politipe 4H-SiC.
Efek cacat segitiga ing karakteristik piranti MOSFET
Gambar 4.7 minangka histogram distribusi statistik saka limang karakteristik piranti sing ngemot cacat segitiga. Garis putus-putus biru minangka garis pamisah kanggo degradasi karakteristik piranti, lan garis putus-putus abang minangka garis pamisah kanggo kegagalan piranti. Kanggo kegagalan piranti, cacat segitiga duwe pengaruh sing gedhe, lan tingkat kegagalan luwih saka 93%. Iki utamane disebabake pengaruh cacat segitiga ing karakteristik bocor mbalikke piranti. Nganti 93% piranti sing ngemot cacat segitiga wis nambah bocor mbalikke kanthi signifikan. Kajaba iku, cacat segitiga uga duwe pengaruh serius ing karakteristik bocor gerbang, kanthi tingkat degradasi 60%. Kaya sing dituduhake ing Tabel 4.2, kanggo degradasi voltase ambang lan degradasi karakteristik dioda awak, dampak cacat segitiga cilik, lan proporsi degradasi yaiku 26% lan 33%. Babagan nyebabake peningkatan resistensi, dampak cacat segitiga lemah, lan rasio degradasi udakara 33%.
Efek cacat bolongan epitaksial marang karakteristik piranti MOSFET
Gambar 4.8 minangka histogram distribusi statistik saka limang karakteristik piranti sing ngemot cacat pit epitaksial. Garis putus-putus biru minangka garis pamisah kanggo degradasi karakteristik piranti, lan garis putus-putus abang minangka garis pamisah kanggo kegagalan piranti. Bisa dideleng saka iki yen jumlah piranti sing ngemot cacat pit epitaksial ing sampel SiC MOSFET padha karo jumlah piranti sing ngemot cacat segitiga. Dampak cacat pit epitaksial marang karakteristik piranti beda karo cacat segitiga. Babagan kegagalan piranti, tingkat kegagalan piranti sing ngemot cacat pit epitaksial mung 47%. Dibandhingake karo cacat segitiga, dampak cacat pit epitaksial marang karakteristik bocor mbalikke lan karakteristik bocor gerbang piranti saya ringkih, kanthi rasio degradasi 53% lan 38%, kaya sing dituduhake ing Tabel 4.3. Ing sisih liya, dampak cacat pit epitaksial marang karakteristik voltase ambang, karakteristik konduksi dioda awak lan on-resistance luwih gedhe tinimbang cacat segitiga, kanthi rasio degradasi tekan 38%.
Umumé, ana rong cacat morfologis, yaiku segitiga lan jugangan epitaksial, sing nduweni dampak sing signifikan marang kegagalan lan degradasi karakteristik piranti SiC MOSFET. Anane cacat segitiga minangka sing paling fatal, kanthi tingkat kegagalan nganti 93%, utamane diwujudake minangka peningkatan kebocoran terbalik piranti sing signifikan. Piranti sing ngemot cacat jugangan epitaksial nduweni tingkat kegagalan sing luwih murah yaiku 47%. Nanging, cacat jugangan epitaksial nduweni dampak sing luwih gedhe marang voltase ambang piranti, karakteristik konduksi dioda awak, lan resistensi tinimbang cacat segitiga.
Wektu kiriman: 16-Apr-2024