ពិការភាពត្រីកោណ
ពិការភាពត្រីកោណគឺជាពិការភាពរូបវិទ្យាដ៏គ្រោះថ្នាក់បំផុតនៅក្នុងស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ីល SiC។ របាយការណ៍អក្សរសិល្ប៍មួយចំនួនធំបានបង្ហាញថាការបង្កើតពិការភាពត្រីកោណគឺទាក់ទងទៅនឹងទម្រង់គ្រីស្តាល់ 3C។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែយន្តការលូតលាស់ផ្សេងៗគ្នា រូបរាងនៃពិការភាពត្រីកោណជាច្រើននៅលើផ្ទៃនៃស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ីលគឺខុសគ្នាខ្លាំង។ វាអាចបែងចែកជាពីរប្រភេទដូចខាងក្រោម៖
(1) មានពិការភាពរាងត្រីកោណដែលមានភាគល្អិតធំៗនៅផ្នែកខាងលើ
ពិការភាពរាងត្រីកោណប្រភេទនេះមានភាគល្អិតស្វ៊ែរធំមួយនៅផ្នែកខាងលើ ដែលអាចបណ្តាលមកពីវត្ថុធ្លាក់ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការលូតលាស់។ តំបន់រាងត្រីកោណតូចមួយដែលមានផ្ទៃរដុបអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញចុះក្រោមពីកំពូលនេះ។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ epitaxial ស្រទាប់ 3C-SiC ពីរផ្សេងគ្នាត្រូវបានបង្កើតឡើងជាបន្តបន្ទាប់នៅក្នុងតំបន់ត្រីកោណ ដែលស្រទាប់ទីមួយត្រូវបានបង្កើតស្នូលនៅចំណុចប្រសព្វ ហើយលូតលាស់តាមរយៈលំហូរជំហាន 4H-SiC។ នៅពេលដែលកម្រាស់នៃស្រទាប់ epitaxial កើនឡើង ស្រទាប់ទីពីរនៃ polytype 3C បង្កើតស្នូល ហើយលូតលាស់នៅក្នុងរណ្តៅរាងត្រីកោណតូចៗ ប៉ុន្តែជំហានលូតលាស់ 4H មិនគ្របដណ្តប់តំបន់ polytype 3C ទាំងស្រុងទេ ដែលធ្វើឱ្យតំបន់ចង្អូររាងអក្សរ V នៃ 3C-SiC នៅតែអាចមើលឃើញយ៉ាងច្បាស់។
(2) មានភាគល្អិតតូចៗនៅផ្នែកខាងលើ និងពិការភាពរាងត្រីកោណដែលមានផ្ទៃរដុប
ភាគល្អិតនៅកំពូលនៃពិការភាពរាងត្រីកោណប្រភេទនេះមានទំហំតូចជាងច្រើន ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាព 4.2។ ហើយផ្ទៃត្រីកោណភាគច្រើនត្រូវបានគ្របដណ្តប់ដោយលំហូរជាជំហានៗនៃ 4H-SiC ពោលគឺស្រទាប់ 3C-SiC ទាំងមូលត្រូវបានបង្កប់ទាំងស្រុងនៅក្រោមស្រទាប់ 4H-SiC។ មានតែជំហានលូតលាស់របស់ 4H-SiC ប៉ុណ្ណោះដែលអាចមើលឃើញនៅលើផ្ទៃពិការភាពរាងត្រីកោណ ប៉ុន្តែជំហានទាំងនេះមានទំហំធំជាងជំហានលូតលាស់គ្រីស្តាល់ 4H ធម្មតា។
(3) ពិការភាពរាងត្រីកោណដែលមានផ្ទៃរលោង
ពិការភាពរាងត្រីកោណប្រភេទនេះមានរូបរាងផ្ទៃរលោង ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាព 4.3។ ចំពោះពិការភាពរាងត្រីកោណបែបនេះ ស្រទាប់ 3C-SiC ត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយលំហូរជាជំហានៗនៃ 4H-SiC ហើយទម្រង់គ្រីស្តាល់ 4H នៅលើផ្ទៃកាន់តែល្អិតល្អន់ និងរលោងជាងមុន។
ពិការភាពរន្ធ Epitaxial
រណ្តៅ Epitaxial (Pits) គឺជាពិការភាពរូបរាងផ្ទៃទូទៅបំផុតមួយ ហើយរូបរាងផ្ទៃធម្មតា និងគ្រោងរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វាត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព 4.4។ ទីតាំងនៃរណ្តៅច្រេះដោយសារការផ្លាស់ទីតាំងខ្សែរ (TD) ដែលត្រូវបានគេសង្កេតឃើញបន្ទាប់ពីការឆ្លាក់ KOH នៅខាងក្រោយឧបករណ៍មានភាពស្របគ្នាយ៉ាងច្បាស់ជាមួយនឹងទីតាំងនៃរណ្តៅ epitaxial មុនពេលរៀបចំឧបករណ៍ ដែលបង្ហាញថាការបង្កើតពិការភាពរណ្តៅ epitaxial គឺទាក់ទងនឹងការផ្លាស់ទីតាំងខ្សែរ។
ពិការភាពការ៉ុត
ពិការភាពការ៉ុតគឺជាពិការភាពលើផ្ទៃទូទៅនៅក្នុងស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ី 4H-SiC ហើយរូបរាងធម្មតារបស់វាត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព 4.5។ ពិការភាពការ៉ុតត្រូវបានរាយការណ៍ថាត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយចំនុចប្រសព្វនៃកំហុស Franconian និង prismatic stacking ដែលមានទីតាំងនៅលើប្លង់មូលដ្ឋានដែលភ្ជាប់ដោយការផ្លាស់ទីលំនៅដូចជំហាន។ វាក៏ត្រូវបានរាយការណ៍ផងដែរថាការបង្កើតពិការភាពការ៉ុតមានទំនាក់ទំនងទៅនឹង TSD នៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោម។ Tsuchida H. et al. បានរកឃើញថាដង់ស៊ីតេនៃពិការភាពការ៉ុតនៅក្នុងស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ីគឺសមាមាត្រទៅនឹងដង់ស៊ីតេនៃ TSD នៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោម។ ហើយដោយការប្រៀបធៀបរូបភាពរូបរាងផ្ទៃមុន និងក្រោយការលូតលាស់អេពីតាក់ស៊ី ពិការភាពការ៉ុតដែលបានសង្កេតឃើញទាំងអស់អាចត្រូវបានរកឃើញថាត្រូវគ្នាទៅនឹង TSD នៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោម។ Wu H. et al. បានប្រើការកំណត់លក្ខណៈតេស្ត Raman scattering ដើម្បីរកឃើញថាពិការភាពការ៉ុតមិនមានទម្រង់គ្រីស្តាល់ 3C ទេ ប៉ុន្តែមានតែប្រភេទ 4H-SiC ប៉ុណ្ណោះ។
ឥទ្ធិពលនៃពិការភាពត្រីកោណលើលក្ខណៈឧបករណ៍ MOSFET
រូបភាព 4.7 គឺជាអ៊ីស្តូក្រាមនៃការចែកចាយស្ថិតិនៃលក្ខណៈទាំងប្រាំនៃឧបករណ៍ដែលមានពិការភាពរាងត្រីកោណ។ បន្ទាត់ចំនុចពណ៌ខៀវគឺជាបន្ទាត់បែងចែកសម្រាប់ការរិចរិលលក្ខណៈឧបករណ៍ ហើយបន្ទាត់ចំនុចពណ៌ក្រហមគឺជាបន្ទាត់បែងចែកសម្រាប់ការបរាជ័យឧបករណ៍។ ចំពោះការបរាជ័យឧបករណ៍ ពិការភាពរាងត្រីកោណមានផលប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំង ហើយអត្រាបរាជ័យគឺធំជាង 93%។ នេះភាគច្រើនត្រូវបានសន្មតថាជាឥទ្ធិពលនៃពិការភាពរាងត្រីកោណលើលក្ខណៈលេចធ្លាយបញ្ច្រាសនៃឧបករណ៍។ រហូតដល់ 93% នៃឧបករណ៍ដែលមានពិការភាពរាងត្រីកោណបានបង្កើនការលេចធ្លាយបញ្ច្រាសយ៉ាងខ្លាំង។ លើសពីនេះ ពិការភាពរាងត្រីកោណក៏មានផលប៉ះពាល់យ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរទៅលើលក្ខណៈលេចធ្លាយច្រកទ្វារផងដែរ ជាមួយនឹងអត្រារិចរិល 60%។ ដូចបង្ហាញក្នុងតារាង 4.2 សម្រាប់ការរិចរិលវ៉ុលកម្រិត និងការរិចរិលលក្ខណៈឌីយ៉ូដរាងកាយ ផលប៉ះពាល់នៃពិការភាពរាងត្រីកោណគឺតូច ហើយសមាមាត្ររិចរិលគឺ 26% និង 33% រៀងគ្នា។ ទាក់ទងនឹងការបង្កឱ្យមានការកើនឡើងនៃភាពធន់នៃចរន្តអគ្គិសនី ផលប៉ះពាល់នៃពិការភាពរាងត្រីកោណគឺខ្សោយ ហើយសមាមាត្ររិចរិលគឺប្រហែល 33%។
ផលប៉ះពាល់នៃពិការភាពរន្ធ epitaxial លើលក្ខណៈឧបករណ៍ MOSFET
រូបភាព 4.8 គឺជាអ៊ីស្តូក្រាមនៃការចែកចាយស្ថិតិនៃលក្ខណៈប្រាំនៃឧបករណ៍ដែលមានពិការភាពរន្ធ epitaxial ។ បន្ទាត់ចំនុចពណ៌ខៀវគឺជាបន្ទាត់បែងចែកសម្រាប់ការរិចរិលលក្ខណៈឧបករណ៍ ហើយបន្ទាត់ចំនុចពណ៌ក្រហមគឺជាបន្ទាត់បែងចែកសម្រាប់ការបរាជ័យឧបករណ៍។ យើងអាចមើលឃើញពីនេះថាចំនួនឧបករណ៍ដែលមានពិការភាពរន្ធ epitaxial នៅក្នុងគំរូ SiC MOSFET គឺស្មើនឹងចំនួនឧបករណ៍ដែលមានពិការភាពត្រីកោណ។ ផលប៉ះពាល់នៃពិការភាពរន្ធ epitaxial លើលក្ខណៈឧបករណ៍គឺខុសពីពិការភាពត្រីកោណ។ ទាក់ទងនឹងការបរាជ័យឧបករណ៍ អត្រាបរាជ័យនៃឧបករណ៍ដែលមានពិការភាពរន្ធ epitaxial គឺមានតែ 47% ប៉ុណ្ណោះ។ បើប្រៀបធៀបជាមួយពិការភាពត្រីកោណ ផលប៉ះពាល់នៃពិការភាពរន្ធ epitaxial លើលក្ខណៈលេចធ្លាយបញ្ច្រាស និងលក្ខណៈលេចធ្លាយច្រកទ្វារនៃឧបករណ៍ត្រូវបានចុះខ្សោយគួរឱ្យកត់សម្គាល់ ជាមួយនឹងសមាមាត្ររិចរិល 53% និង 38% រៀងគ្នា ដូចបង្ហាញក្នុងតារាង 4.3។ ម្យ៉ាងវិញទៀត ផលប៉ះពាល់នៃពិការភាពរន្ធ epitaxial លើលក្ខណៈវ៉ុលកម្រិត លក្ខណៈចរន្តឌីយ៉ូដរាងកាយ និងភាពធន់នៅលើគឺធំជាងពិការភាពត្រីកោណ ដោយសមាមាត្ររិចរិលឈានដល់ 38%។
ជាទូទៅ ពិការភាពរូបវិទ្យាពីរ គឺត្រីកោណ និងរណ្តៅអេពីតាក់ស៊ីល មានផលប៉ះពាល់យ៉ាងសំខាន់ទៅលើការបរាជ័យ និងការរិចរិលលក្ខណៈនៃឧបករណ៍ SiC MOSFET។ អត្ថិភាពនៃពិការភាពត្រីកោណគឺជាគ្រោះថ្នាក់បំផុត ដែលមានអត្រាបរាជ័យខ្ពស់ដល់ 93% ដែលភាគច្រើនបង្ហាញជាការកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃការលេចធ្លាយបញ្ច្រាសនៃឧបករណ៍។ ឧបករណ៍ដែលមានពិការភាពរណ្តៅអេពីតាក់ស៊ីលមានអត្រាបរាជ័យទាបជាង 47%។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ពិការភាពរណ្តៅអេពីតាក់ស៊ីលមានផលប៉ះពាល់កាន់តែច្រើនទៅលើវ៉ុលកម្រិតឧបករណ៍ លក្ខណៈចរន្តឌីយ៉ូដរាងកាយ និងភាពធន់នៃចរន្តអគ្គិសនីជាងពិការភាពត្រីកោណ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ១៦ ខែមេសា ឆ្នាំ ២០២៤