Гурвалжингийн согог
Гурвалжин хэлбэрийн согог нь SiC эпитаксиал давхаргын хамгийн аюултай морфологийн согог юм. Олон тооны уран зохиолын тайланд гурвалжин хэлбэрийн согог үүсэх нь 3C талст хэлбэртэй холбоотой болохыг харуулсан. Гэсэн хэдий ч өөр өөр өсөлтийн механизмаас шалтгаалан эпитаксиал давхаргын гадаргуу дээрх олон гурвалжин хэлбэрийн согогийн морфологи нь нэлээд өөр байдаг. Үүнийг ойролцоогоор дараах төрөлд хувааж болно.
(1) Дээд хэсэгтээ том хэсгүүдтэй гурвалжин хэлбэртэй согогууд байна
Энэ төрлийн гурвалжин согог нь дээд хэсэгтээ том бөмбөрцөг хэлбэртэй бөөмтэй байдаг бөгөөд энэ нь өсөлтийн явцад унасан объектуудаас үүдэлтэй байж болно. Энэ оройноос доошоо барзгар гадаргуутай жижиг гурвалжин хэсгийг ажиглаж болно. Энэ нь эпитаксиал процессын үед гурвалжин хэсэгт дараалан хоёр өөр 3C-SiC давхарга үүсдэгтэй холбоотой бөгөөд үүний эхний давхарга нь зааг дээр цөмжиж, 4H-SiC шаталсан урсгалаар ургадаг. Эпитаксиал давхаргын зузаан нэмэгдэхийн хэрээр 3C политипийн хоёр дахь давхарга нь жижиг гурвалжин нүхэнд цөмжиж, ургадаг боловч 4H өсөлтийн алхам нь 3C политипийн хэсгийг бүрэн бүрхдэггүй тул 3C-SiC-ийн V хэлбэрийн ховилын хэсгийг тодорхой харагдуулдаг.
(2) Дээд хэсэгтээ жижиг хэсгүүд болон барзгар гадаргуутай гурвалжин хэлбэртэй согогууд байдаг
Зураг 4.2-т үзүүлсэн шиг энэ төрлийн гурвалжин согогийн орой дээрх хэсгүүд нь хамаагүй жижиг байна. Гурвалжингийн талбайн ихэнх хэсэг нь 4H-SiC-ийн шаталсан урсгалаар бүрхэгдсэн байдаг, өөрөөр хэлбэл 3C-SiC давхарга бүхэлдээ 4H-SiC давхаргын доор бүрэн нэвчсэн байдаг. Гурвалжин согогийн гадаргуу дээр зөвхөн 4H-SiC-ийн өсөлтийн алхмуудыг харж болох боловч эдгээр алхмууд нь уламжлалт 4H талстын өсөлтийн алхмуудаас хамаагүй том юм.
(3) Гөлгөр гадаргуутай гурвалжин хэлбэрийн согог
Зураг 4.3-т үзүүлсэн шиг энэ төрлийн гурвалжин согог нь гөлгөр гадаргуугийн морфологитой байдаг. Ийм гурвалжин согогийн хувьд 3C-SiC давхарга нь 4H-SiC-ийн шаталсан урсгалаар бүрхэгдсэн бөгөөд гадаргуу дээрх 4H талст хэлбэр нь илүү нарийн, жигд ургадаг.
Эпитаксиал нүхний согог
Эпитаксиал нүхнүүд (Pits) нь гадаргуугийн морфологийн хамгийн түгээмэл согогуудын нэг бөгөөд тэдгээрийн ердийн гадаргуугийн морфологи болон бүтцийн тоймыг Зураг 4.4-т үзүүлэв. Төхөөрөмжийн ар талд KOH сийлбэр хийсний дараа ажиглагдсан урсгалт мултрал (TD) зэврэлтийн нүхний байршил нь төхөөрөмжийг бэлтгэхээс өмнөх эпитаксиал нүхний байршилтай тодорхой тохирч байгаа нь эпитаксиал нүхний согог үүсэх нь урсгалт мултралтай холбоотой болохыг харуулж байна.
луувангийн согог
Луувангийн согог нь 4H-SiC эпитаксиал давхаргад түгээмэл тохиолддог гадаргуугийн согог бөгөөд тэдгээрийн ердийн морфологийг Зураг 4.5-д үзүүлэв. Луувангийн согог нь шаталсан хэлбэрийн дислокациар холбогдсон суурийн хавтгай дээр байрлах Франконы болон призмийн давхаргын хагарлын огтлолцлоор үүсдэг гэж мэдээлсэн. Мөн луувангийн согог үүсэх нь субстрат дахь TSD-тэй холбоотой гэж мэдээлсэн. Цучида Х. нар эпитаксиал давхарга дахь луувангийн согогийн нягтрал нь субстрат дахь TSD-ийн нягтралтай пропорциональ болохыг тогтоожээ. Эпитаксиал өсөлтийн өмнө ба дараах гадаргуугийн морфологийн зургийг харьцуулж үзвэл ажиглагдсан бүх луувангийн согог нь субстрат дахь TSD-тэй тохирч байгааг олж мэдэх боломжтой. Ву Х. нар Раманы тархалтын туршилтын шинж чанарыг ашиглан луувангийн согог нь 3C талст хэлбэрийг агуулаагүй, харин зөвхөн 4H-SiC политипийг агуулдаг болохыг тогтоожээ.
Гурвалжин согогийн MOSFET төхөөрөмжийн шинж чанарт үзүүлэх нөлөө
Зураг 4.7 нь гурвалжин согог агуулсан төхөөрөмжийн таван шинж чанарын статистик тархалтын гистограмм юм. Цэнхэр цэгтэй шугам нь төхөөрөмжийн шинж чанарын доройтлыг хуваах шугам, улаан цэгтэй шугам нь төхөөрөмжийн эвдрэлийг хуваах шугам юм. Төхөөрөмжийн эвдрэлийн хувьд гурвалжин согог нь маш их нөлөө үзүүлдэг бөгөөд эвдрэлийн түвшин 93%-иас их байдаг. Энэ нь голчлон төхөөрөмжийн урвуу нэвчилт шинж чанарт гурвалжин согогийн нөлөөтэй холбоотой юм. Гурвалжин согог агуулсан төхөөрөмжийн 93% хүртэлх нь урвуу нэвчилтийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлсэн. Үүнээс гадна гурвалжин согог нь хаалганы нэвчилт шинж чанарт ноцтой нөлөө үзүүлдэг бөгөөд 60% нь доройтлын түвшинтэй байдаг. Хүснэгт 4.2-т үзүүлсэнчлэн босго хүчдэлийн доройтол болон биеийн диодын шинж чанарын доройтлын хувьд гурвалжин согогийн нөлөө бага бөгөөд доройтлын хувь хэмжээ тус тус 26% ба 33% байна. Эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх тал дээр гурвалжин согогийн нөлөө сул бөгөөд доройтлын харьцаа ойролцоогоор 33% байна.
Эпитаксиаль нүхний согогийн MOSFET төхөөрөмжийн шинж чанарт үзүүлэх нөлөө
Зураг 4.8 нь эпитаксиал нүхний согог агуулсан төхөөрөмжийн таван шинж чанарын статистик тархалтын гистограмм юм. Цэнхэр цэгэн шугам нь төхөөрөмжийн шинж чанарын доройтлыг хуваах шугам, улаан цэгэн шугам нь төхөөрөмжийн эвдрэлийг хуваах шугам юм. Үүнээс харахад SiC MOSFET дээжинд эпитаксиал нүхний согог агуулсан төхөөрөмжийн тоо нь гурвалжин согог агуулсан төхөөрөмжийн тоотой тэнцүү байна. Эпитаксиал нүхний согогийн төхөөрөмжийн шинж чанарт үзүүлэх нөлөө нь гурвалжин согогийнхоос өөр юм. Төхөөрөмжийн эвдрэлийн хувьд эпитаксиал нүхний согог агуулсан төхөөрөмжийн эвдрэлийн түвшин ердөө 47% байна. Гурвалжин согогтой харьцуулахад эпитаксиал нүхний согогийн төхөөрөмжийн урвуу нэвчилтийн шинж чанар болон хаалганы нэвчилтийн шинж чанарт үзүүлэх нөлөө мэдэгдэхүйц суларч, доройтлын харьцаа тус тус 53% ба 38% байна (Хүснэгт 4.3). Нөгөөтэйгүүр, эпитаксиал нүхний согогийн босго хүчдэлийн шинж чанар, биеийн диодын дамжуулалтын шинж чанар болон асаах эсэргүүцэлд үзүүлэх нөлөө нь гурвалжин согогийнхоос илүү бөгөөд доройтлын харьцаа 38% хүрдэг.
Ерөнхийдөө гурвалжин болон эпитаксиал нүх гэсэн хоёр морфологийн согог нь SiC MOSFET төхөөрөмжүүдийн эвдрэл, шинж чанарын доройтолд ихээхэн нөлөөлдөг. Гурвалжин согог байгаа нь хамгийн аюултай бөгөөд эвдрэлийн түвшин 93% хүртэл өндөр бөгөөд голчлон төхөөрөмжийн урвуу алдагдал мэдэгдэхүйц нэмэгдсэнээр илэрдэг. Эпитаксиал нүхний согог агуулсан төхөөрөмжүүдийн эвдрэлийн түвшин 47% -иар бага байсан. Гэсэн хэдий ч эпитаксиал нүхний согог нь гурвалжин согогоос илүү төхөөрөмжийн босго хүчдэл, биеийн диодын дамжуулалтын шинж чанар болон асаалтын эсэргүүцэлд илүү их нөлөөлдөг.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 4-р сарын 16