Триаголен дефект
Триаголните дефекти се најфаталните морфолошки дефекти во епитаксијалните слоеви на SiC. Голем број литературни извештаи покажаа дека формирањето на триаголни дефекти е поврзано со кристалната форма на 3C. Сепак, поради различните механизми на раст, морфологијата на многу триаголни дефекти на површината на епитаксијалниот слој е доста различна. Може грубо да се подели на следниве типови:
(1) Постојат триаголни дефекти со големи честички на врвот
Овој тип на триаголен дефект има голема сферична честичка на врвот, што може да биде предизвикано од паѓање на предмети за време на процесот на раст. Мала триаголна површина со груба површина може да се забележи надолу од ова теме. Ова се должи на фактот дека за време на епитаксијалниот процес, два различни слоја 3C-SiC се формираат последователно во триаголната област, од кои првиот слој е нуклеиран на интерфејсот и расте низ чекорниот тек на 4H-SiC. Како што се зголемува дебелината на епитаксијалниот слој, вториот слој од политипот 3C се нуклеира и расте во помали триаголни јами, но чекорот на раст на 4H не ја покрива целосно областа на политипот 3C, што ја прави V-облик на жлебот на 3C-SiC сè уште јасно видлива.
(2) На врвот има мали честички и триаголни дефекти со груба површина
Честичките на врвовите на овој тип на триаголен дефект се многу помали, како што е прикажано на Слика 4.2. И поголемиот дел од триаголната површина е покриен со чекорниот тек на 4H-SiC, односно целиот слој 3C-SiC е целосно вграден под слојот 4H-SiC. Само чекорите на раст на 4H-SiC може да се видат на површината на триаголниот дефект, но овие чекори се многу поголеми од конвенционалните чекори на раст на 4H кристали.
(3) Триаголни дефекти со мазна површина
Овој тип на триаголен дефект има мазна површинска морфологија, како што е прикажано на Слика 4.3. За вакви триаголни дефекти, слојот 3C-SiC е покриен со постепеното течење на 4H-SiC, а кристалната форма на 4H на површината станува пофина и помазна.
Епитаксијални дефекти на јамата
Епитаксијалните јами (Јамки) се едни од најчестите дефекти на површинската морфологија, а нивната типична површинска морфологија и структурни контури се прикажани на Слика 4.4. Локацијата на корозивните јами од навојна дислокација (TD) забележани по KOH гравирање на задната страна од уредот има јасна кореспонденција со локацијата на епитаксијалните јами пред подготовката на уредот, што укажува дека формирањето на дефекти на епитаксијалните јами е поврзано со навојни дислокации.
дефекти на морков
Дефектите на морковот се чест површински дефект во епитаксијалните слоеви од 4H-SiC, а нивната типична морфологија е прикажана на Слика 4.5. Дефектот на морковот е формиран со пресекот на франконските и призматичните раседи на натрупување лоцирани на базалната рамнина поврзани со скалести дислокации. Исто така, е објавено дека формирањето на дефекти на морковот е поврзано со TSD во подлогата. Tsuchida H. et al. откриле дека густината на дефектите на морковот во епитаксијалниот слој е пропорционална на густината на TSD во подлогата. И со споредување на сликите од површинската морфологија пред и по епитаксијалниот раст, може да се утврди дека сите забележани дефекти на морковот одговараат на TSD во подлогата. Wu H. et al. користеле карактеризација на тестот за расејување на Раман за да откријат дека дефектите на морковот не ја содржат кристалната форма на 3C, туку само политипот 4H-SiC.
Влијание на триаголните дефекти врз карактеристиките на MOSFET уредот
Слика 4.7 е хистограм на статистичката распределба на пет карактеристики на уред што содржи триаголни дефекти. Сината испрекината линија е линијата што ја дели деградацијата на карактеристиките на уредот, а црвената испрекината линија е линијата што ја дели дефектот на уредот. За дефектот на уредот, триаголните дефекти имаат големо влијание, а стапката на дефект е поголема од 93%. Ова главно се припишува на влијанието на триаголните дефекти врз карактеристиките на обратно истекување на уредите. До 93% од уредите што содржат триаголни дефекти имаат значително зголемено обратно истекување. Покрај тоа, триаголните дефекти, исто така, имаат сериозно влијание врз карактеристиките на истекување на портата, со стапка на деградација од 60%. Како што е прикажано во Табела 4.2, за деградација на прагот на напонот и деградација на карактеристиките на диодата на телото, влијанието на триаголните дефекти е мало, а пропорциите на деградација се 26% и 33% соодветно. Во однос на предизвикувањето зголемување на отпорот на вклучување, влијанието на триаголните дефекти е слабо, а односот на деградација е околу 33%.
Влијание на дефектите на епитаксијалната јама врз карактеристиките на MOSFET уредот
Слика 4.8 е хистограм на статистичката распределба на пет карактеристики на уред што содржи дефекти на епитаксијалните јами. Сината испрекината линија е линијата што ја дели деградацијата на карактеристиките на уредот, а црвената испрекината линија е линијата што ја дели дефектот на уредот. Од ова може да се види дека бројот на уреди што содржат дефекти на епитаксијалните јами во примерокот од SiC MOSFET е еквивалентен на бројот на уреди што содржат триаголни дефекти. Влијанието на дефектите на епитаксијалните јами врз карактеристиките на уредот е различно од она на триаголните дефекти. Во однос на дефектот на уредот, стапката на дефект на уредите што содржат дефекти на епитаксијалните јами е само 47%. Во споредба со триаголните дефекти, влијанието на дефектите на епитаксијалните јами врз карактеристиките на обратно истекување и карактеристиките на истекување на портата на уредот е значително ослабено, со коефициенти на деградација од 53% и 38% соодветно, како што е прикажано во Табела 4.3. Од друга страна, влијанието на дефектите на епитаксијалните јами врз карактеристиките на прагот на напонот, карактеристиките на спроводливоста на диодата на телото и отпорот на вклучување е поголемо од она на триаголните дефекти, при што коефициентот на деградација достигнува 38%.
Општо земено, два морфолошки дефекти, имено триаголници и епитаксијални јами, имаат значително влијание врз дефектот и карактеристичната деградација на SiC MOSFET уредите. Постоењето на триаголни дефекти е најфатално, со стапка на дефект дури 93%, што главно се манифестира како значително зголемување на обратното истекување на уредот. Уредите што содржат епитаксијални дефекти на јамата имаа помала стапка на дефект од 47%. Сепак, епитаксијалните дефекти на јамата имаат поголемо влијание врз прагот на напонот на уредот, карактеристиките на спроводливоста на диодата на телото и отпорот на вклучување отколку триаголните дефекти.
Време на објавување: 16 април 2024 година