ຂໍ້ບົກຜ່ອງສາມຫຼ່ຽມ
ຂໍ້ບົກຜ່ອງສາມຫຼ່ຽມແມ່ນຂໍ້ບົກຜ່ອງທາງດ້ານຮູບຮ່າງທີ່ຮ້າຍແຮງທີ່ສຸດໃນຊັ້ນ epitaxial SiC. ບົດລາຍງານວັນນະຄະດີຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການສ້າງຂໍ້ບົກຜ່ອງສາມຫຼ່ຽມແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບຮູບແບບຜລຶກ 3C. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກກົນໄກການຈະເລີນເຕີບໂຕທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ຮູບຮ່າງຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງສາມຫຼ່ຽມຫຼາຍຢ່າງຢູ່ເທິງໜ້າຜິວຂອງຊັ້ນ epitaxial ແມ່ນແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍ. ມັນສາມາດແບ່ງອອກເປັນປະເພດຕ່າງໆດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
(1) ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມທີ່ມີອະນຸພາກຂະໜາດໃຫຍ່ຢູ່ດ້ານເທິງ
ຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມປະເພດນີ້ມີອະນຸພາກຮູບຊົງກົມຂະໜາດໃຫຍ່ຢູ່ດ້ານເທິງ, ເຊິ່ງອາດຈະເກີດຈາກວັດຖຸທີ່ຕົກລົງໃນລະຫວ່າງຂະບວນການເຕີບໂຕ. ພື້ນທີ່ຮູບສາມຫຼ່ຽມຂະໜາດນ້ອຍທີ່ມີໜ້າດິນຫຍາບສາມາດສັງເກດເຫັນລົງມາຈາກຈຸດສູງສຸດນີ້. ນີ້ແມ່ນຍ້ອນຄວາມຈິງທີ່ວ່າໃນລະຫວ່າງຂະບວນການ epitaxial, ຊັ້ນ 3C-SiC ສອງຊັ້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນຕາມລຳດັບໃນພື້ນທີ່ຮູບສາມຫຼ່ຽມ, ເຊິ່ງຊັ້ນທຳອິດຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນຢູ່ທີ່ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ ແລະ ເຕີບໂຕຜ່ານຂັ້ນຕອນ 4H-SiC. ເມື່ອຄວາມໜາຂອງຊັ້ນ epitaxial ເພີ່ມຂຶ້ນ, ຊັ້ນທີສອງຂອງ polytype 3C ຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນ ແລະ ເຕີບໂຕໃນຂຸມຮູບສາມຫຼ່ຽມຂະໜາດນ້ອຍກວ່າ, ແຕ່ຂັ້ນຕອນການເຕີບໂຕ 4H ບໍ່ໄດ້ກວມເອົາພື້ນທີ່ polytype 3C ຢ່າງສົມບູນ, ເຮັດໃຫ້ພື້ນທີ່ຮ່ອງຮູບຕົວ V ຂອງ 3C-SiC ຍັງເຫັນໄດ້ຢ່າງຊັດເຈນ.
(2) ມີອະນຸພາກຂະໜາດນ້ອຍຢູ່ດ້ານເທິງ ແລະ ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງເປັນຮູບສາມຫຼ່ຽມທີ່ມີໜ້າດິນຫຍາບ
ອະນຸພາກຢູ່ຈຸດສູງສຸດຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມປະເພດນີ້ມີຂະໜາດນ້ອຍກວ່າຫຼາຍ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 4.2. ແລະສ່ວນໃຫຍ່ຂອງພື້ນທີ່ຮູບສາມຫຼ່ຽມຖືກປົກຄຸມດ້ວຍກະແສຂັ້ນຕອນຂອງ 4H-SiC, ນັ້ນຄືຊັ້ນ 3C-SiC ທັງໝົດຖືກຝັງຢູ່ໃຕ້ຊັ້ນ 4H-SiC ຢ່າງສົມບູນ. ມີພຽງແຕ່ຂັ້ນຕອນການເຕີບໂຕຂອງ 4H-SiC ເທົ່ານັ້ນທີ່ສາມາດເຫັນໄດ້ຢູ່ເທິງໜ້າຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມ, ແຕ່ຂັ້ນຕອນເຫຼົ່ານີ້ມີຂະໜາດໃຫຍ່ກວ່າຂັ້ນຕອນການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກ 4H ແບບດັ້ງເດີມ.
(3) ຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມທີ່ມີພື້ນຜິວລຽບ
ຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມປະເພດນີ້ມີຮູບຮ່າງໜ້າຜິວລຽບ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 4.3. ສຳລັບຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມດັ່ງກ່າວ, ຊັ້ນ 3C-SiC ຈະຖືກປົກຄຸມດ້ວຍກະແສຂັ້ນຂອງ 4H-SiC, ແລະຮູບແບບຜລຶກ 4H ເທິງໜ້າຜິວຈະລະອຽດ ແລະ ລຽບນຽນຂຶ້ນ.
ຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງຂຸມ Epitaxial
ຂຸມ Epitaxial (Pits) ແມ່ນໜຶ່ງໃນຂໍ້ບົກຜ່ອງທາງດ້ານຮູບຮ່າງໜ້າດິນທີ່ພົບເລື້ອຍທີ່ສຸດ, ແລະຮູບຮ່າງໜ້າດິນ ແລະ ໂຄງຮ່າງໂຄງສ້າງທົ່ວໄປຂອງມັນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 4.4. ຕຳແໜ່ງຂອງຂຸມການກັດກ່ອນການເຄື່ອນທີ່ຂອງເກລียว (TD) ທີ່ສັງເກດເຫັນຫຼັງຈາກການແກະສະຫຼັກ KOH ຢູ່ດ້ານຫຼັງຂອງອຸປະກອນມີຄວາມສອດຄ່ອງກັບຕຳແໜ່ງຂອງຂຸມ epitaxial ກ່ອນການກະກຽມອຸປະກອນ, ຊີ້ບອກວ່າການເກີດຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງຂຸມ epitaxial ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຄື່ອນທີ່ຂອງເກລียว.
ຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງແຄລອດ
ຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງແຄລອດເປັນຂໍ້ບົກຜ່ອງພື້ນຜິວທົ່ວໄປໃນຊັ້ນ epitaxial 4H-SiC, ແລະຮູບຮ່າງທົ່ວໄປຂອງມັນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 4.5. ຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງແຄລອດໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າເກີດຂຶ້ນໂດຍຈຸດຕັດກັນຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງ Franconian ແລະ prismatic stacking ທີ່ຕັ້ງຢູ່ເທິງລະນາບພື້ນຖານທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນໂດຍການເຄື່ອນທີ່ຄ້າຍຄືຂັ້ນຕອນ. ມັນຍັງໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າການສ້າງຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງແຄລອດແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບ TSD ໃນຊັ້ນ substrate. Tsuchida H. ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານພົບວ່າຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງແຄລອດໃນຊັ້ນ epitaxial ແມ່ນສັດສ່ວນກັບຄວາມໜາແໜ້ນຂອງ TSD ໃນຊັ້ນ substrate. ແລະໂດຍການປຽບທຽບຮູບພາບຮູບຮ່າງພື້ນຜິວກ່ອນ ແລະ ຫຼັງການເຕີບໂຕຂອງ epitaxial, ຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງແຄລອດທີ່ສັງເກດເຫັນທັງໝົດສາມາດພົບວ່າສອດຄ່ອງກັບ TSD ໃນຊັ້ນ substrate. Wu H. ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານໄດ້ໃຊ້ລັກສະນະການທົດສອບການກະແຈກກະຈາຍ Raman ເພື່ອພົບວ່າຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງແຄລອດບໍ່ມີຮູບແບບຜລຶກ 3C, ແຕ່ມີພຽງ polytype 4H-SiC ເທົ່ານັ້ນ.
ຜົນກະທົບຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມຕໍ່ລັກສະນະຂອງອຸປະກອນ MOSFET
ຮູບທີ 4.7 ເປັນ histogram ຂອງການແຈກຢາຍທາງສະຖິຕິຂອງຫ້າລັກສະນະຂອງອຸປະກອນທີ່ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມ. ເສັ້ນປະສີຟ້າແມ່ນເສັ້ນແບ່ງສຳລັບການເສື່ອມສະພາບລັກສະນະຂອງອຸປະກອນ, ແລະເສັ້ນປະສີແດງແມ່ນເສັ້ນແບ່ງສຳລັບຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງອຸປະກອນ. ສຳລັບຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງອຸປະກອນ, ຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ແລະອັດຕາການລົ້ມເຫຼວແມ່ນຫຼາຍກວ່າ 93%. ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຍ້ອນອິດທິພົນຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມຕໍ່ລັກສະນະການຮົ່ວໄຫຼແບບປີ້ນກັບຂອງອຸປະກອນ. ເຖິງ 93% ຂອງອຸປະກອນທີ່ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມໄດ້ເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນການຮົ່ວໄຫຼແບບປີ້ນກັບ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມຍັງມີຜົນກະທົບຮ້າຍແຮງຕໍ່ລັກສະນະການຮົ່ວໄຫຼຂອງປະຕູ, ໂດຍມີອັດຕາການເສື່ອມສະພາບ 60%. ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 4.2, ສຳລັບການເສື່ອມສະພາບຂອງແຮງດັນຂອບເຂດ ແລະ ການເສື່ອມສະພາບຂອງລັກສະນະຂອງໄດໂອດຂອງຮ່າງກາຍ, ຜົນກະທົບຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມແມ່ນນ້ອຍ, ແລະອັດຕາສ່ວນການເສື່ອມສະພາບແມ່ນ 26% ແລະ 33% ຕາມລຳດັບ. ໃນແງ່ຂອງການເຮັດໃຫ້ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຄວາມຕ້ານທານຕໍ່, ຜົນກະທົບຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມແມ່ນອ່ອນແອ, ແລະອັດຕາສ່ວນການເສື່ອມສະພາບແມ່ນປະມານ 33%.
ຜົນກະທົບຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງຂຸມ epitaxial ຕໍ່ຄຸນລັກສະນະຂອງອຸປະກອນ MOSFET
ຮູບທີ 4.8 ເປັນ histogram ຂອງການແຈກຢາຍທາງສະຖິຕິຂອງຫ້າລັກສະນະຂອງອຸປະກອນທີ່ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງຂຸມ epitaxial. ເສັ້ນປະສີຟ້າແມ່ນເສັ້ນແບ່ງສຳລັບການເສື່ອມສະພາບລັກສະນະຂອງອຸປະກອນ, ແລະເສັ້ນປະສີແດງແມ່ນເສັ້ນແບ່ງສຳລັບຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງອຸປະກອນ. ສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກສິ່ງນີ້ວ່າຈຳນວນອຸປະກອນທີ່ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງຂຸມ epitaxial ໃນຕົວຢ່າງ SiC MOSFET ແມ່ນເທົ່າກັບຈຳນວນອຸປະກອນທີ່ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງສາມຫຼ່ຽມ. ຜົນກະທົບຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງຂຸມ epitaxial ຕໍ່ລັກສະນະຂອງອຸປະກອນແມ່ນແຕກຕ່າງຈາກຂໍ້ບົກຜ່ອງສາມຫຼ່ຽມ. ໃນແງ່ຂອງຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງອຸປະກອນ, ອັດຕາການລົ້ມເຫຼວຂອງອຸປະກອນທີ່ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງຂຸມ epitaxial ແມ່ນພຽງແຕ່ 47%. ເມື່ອປຽບທຽບກັບຂໍ້ບົກຜ່ອງສາມຫຼ່ຽມ, ຜົນກະທົບຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງຂຸມ epitaxial ຕໍ່ລັກສະນະການຮົ່ວໄຫຼແບບປີ້ນກັບກັນ ແລະ ລັກສະນະການຮົ່ວໄຫຼຂອງປະຕູຂອງອຸປະກອນແມ່ນອ່ອນແອລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ດ້ວຍອັດຕາສ່ວນການເສື່ອມສະພາບ 53% ແລະ 38% ຕາມລຳດັບ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 4.3. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຜົນກະທົບຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງຂຸມ epitaxial ຕໍ່ລັກສະນະແຮງດັນໄຟຟ້າຂອບເຂດ, ລັກສະນະການນຳໄຟຟ້າຂອງໄດໂອດ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ແມ່ນສູງກວ່າຂໍ້ບົກຜ່ອງສາມຫຼ່ຽມ, ໂດຍມີອັດຕາສ່ວນການເສື່ອມສະພາບເຖິງ 38%.
ໂດຍທົ່ວໄປ, ຂໍ້ບົກຜ່ອງທາງດ້ານຮູບຮ່າງສອງຢ່າງຄື: ຮູບສາມຫຼ່ຽມ ແລະ ຂຸມ epitaxial ມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ຄວາມລົ້ມເຫຼວ ແລະ ການເສື່ອມສະພາບຂອງອຸປະກອນ SiC MOSFET. ການມີຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມແມ່ນເປັນອັນຕະລາຍເຖິງຊີວິດຫຼາຍທີ່ສຸດ, ມີອັດຕາການລົ້ມເຫຼວສູງເຖິງ 93%, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນສະແດງອອກເປັນການເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຂອງການຮົ່ວໄຫຼແບບປີ້ນກັບຂອງອຸປະກອນ. ອຸປະກອນທີ່ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງຂຸມ epitaxial ມີອັດຕາການລົ້ມເຫຼວຕ່ຳກວ່າ 47%. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງຂຸມ epitaxial ມີຜົນກະທົບຫຼາຍກວ່າຕໍ່ແຮງດັນໄຟຟ້າຂອບເຂດຂອງອຸປະກອນ, ຄຸນລັກສະນະການນຳໄຟຟ້າຂອງໄດໂອດ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ກະແສໄຟຟ້າຂອງອຸປະກອນກ່ວາຂໍ້ບົກຜ່ອງຮູບສາມຫຼ່ຽມ.
ເວລາໂພສ: ວັນທີ 16 ເມສາ 2024