ତ୍ରିକୋଣୀୟ ତ୍ରୁଟି
SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକରେ ତ୍ରିକୋଣାକାର ତ୍ରୁଟି ସବୁଠାରୁ ଘାତକ ଆକୃତିଗତ ତ୍ରୁଟି। ବହୁ ସଂଖ୍ୟକ ସାହିତ୍ୟ ରିପୋର୍ଟରୁ ଜଣାପଡିଛି ଯେ ତ୍ରିକୋଣାକାର ତ୍ରୁଟିର ଗଠନ 3C ସ୍ଫଟିକ ରୂପ ସହିତ ଜଡିତ। ତଥାପି, ଭିନ୍ନ ବୃଦ୍ଧି ଯନ୍ତ୍ରପାତିର କାରଣରୁ, ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରର ପୃଷ୍ଠରେ ଅନେକ ତ୍ରିକୋଣାକାର ତ୍ରୁଟିର ଆକୃତିଗତ ପରିବର୍ତ୍ତନ ବହୁତ ଭିନ୍ନ। ଏହାକୁ ମୋଟାମୋଟି ଭାବରେ ନିମ୍ନଲିଖିତ ପ୍ରକାରରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇପାରିବ:
(୧) ଉପରେ ବଡ଼ କଣିକା ସହିତ ତ୍ରିକୋଣୀୟ ତ୍ରୁଟି ଅଛି।
ଏହି ପ୍ରକାରର ତ୍ରିକୋଣୀୟ ଦୋଷର ଉପର ଭାଗରେ ଏକ ବଡ଼ ଗୋଲାକାର କଣିକା ଥାଏ, ଯାହା ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ ପଡ଼ିଥିବା ବସ୍ତୁ ଯୋଗୁଁ ହୋଇପାରେ। ଏହି ଶୀର୍ଷଭାଗରୁ ତଳକୁ ଏକ ଖରସମ ପୃଷ୍ଠ ସହିତ ଏକ ଛୋଟ ତ୍ରିକୋଣୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇପାରେ। ଏହା ଏହି କାରଣ ଯେ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ, ତ୍ରିକୋଣୀୟ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଦୁଇଟି ଭିନ୍ନ 3C-SiC ସ୍ତର କ୍ରମାଗତ ଭାବରେ ଗଠିତ ହୁଏ, ଯାହା ମଧ୍ୟରୁ ପ୍ରଥମ ସ୍ତର ଇଣ୍ଟରଫେସରେ ନ୍ୟୁକ୍ଲିଏଟେଡ୍ ହୋଇଥାଏ ଏବଂ 4H-SiC ଷ୍ଟେପ୍ ପ୍ରବାହ ମାଧ୍ୟମରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ। ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରର ଘନତା ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ସହିତ, 3C ପଲିଟାଇପ୍ ର ଦ୍ୱିତୀୟ ସ୍ତର ନ୍ୟୁକ୍ଲିଏଟ୍ ହୋଇ ଛୋଟ ତ୍ରିକୋଣୀୟ ଗର୍ତ୍ତରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, କିନ୍ତୁ 4H ବୃଦ୍ଧି ପଦକ୍ଷେପ 3C ପଲିଟାଇପ୍ କ୍ଷେତ୍ରକୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ଆଚ୍ଛାଦିତ କରେ ନାହିଁ, ଯାହା 3C-SiC ର V-ଆକୃତିର ଖାଲ କ୍ଷେତ୍ରକୁ ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ସ୍ପଷ୍ଟ ଭାବରେ ଦୃଶ୍ୟମାନ କରିଥାଏ।
(୨) ଉପର ଭାଗରେ ଛୋଟ କଣିକା ଏବଂ ରୁକ୍ଷ ପୃଷ୍ଠ ସହିତ ତ୍ରିକୋଣୀୟ ଦୋଷ ଅଛି
ଏହି ପ୍ରକାରର ତ୍ରିକୋଣୀୟ ଦୋଷର ଶୀର୍ଷରେ ଥିବା କଣିକାଗୁଡ଼ିକ ଚିତ୍ର 4.2 ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି ବହୁତ ଛୋଟ। ଏବଂ ତ୍ରିକୋଣୀୟ କ୍ଷେତ୍ରର ଅଧିକାଂଶ ଅଂଶ 4H-SiC ର ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପ୍ରବାହ ଦ୍ୱାରା ଆଚ୍ଛାଦିତ, ଅର୍ଥାତ୍, ସମଗ୍ର 3C-SiC ସ୍ତର ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ 4H-SiC ସ୍ତର ତଳେ ସ୍ଥାପିତ। ତ୍ରିକୋଣୀୟ ଦୋଷ ପୃଷ୍ଠରେ କେବଳ 4H-SiC ର ବୃଦ୍ଧି ପଦକ୍ଷେପଗୁଡ଼ିକ ଦେଖାଯାଇପାରିବ, କିନ୍ତୁ ଏହି ପଦକ୍ଷେପଗୁଡ଼ିକ ପାରମ୍ପରିକ 4H ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ପଦକ୍ଷେପଗୁଡ଼ିକ ଅପେକ୍ଷା ବହୁତ ବଡ଼।
(3) ମସୃଣ ପୃଷ୍ଠ ସହିତ ତ୍ରିକୋଣୀୟ ତ୍ରୁଟି
ଏହି ପ୍ରକାରର ତ୍ରିକୋଣୀୟ ଦୋଷର ଏକ ମସୃଣ ପୃଷ୍ଠ ଆକୃତି ଅଛି, ଯେପରି ଚିତ୍ର 4.3 ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି। ଏହିପରି ତ୍ରିକୋଣୀୟ ଦୋଷ ପାଇଁ, 3C-SiC ସ୍ତର 4H-SiC ର ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପ୍ରବାହ ଦ୍ୱାରା ଆଚ୍ଛାଦିତ ହୋଇଥାଏ, ଏବଂ ପୃଷ୍ଠରେ 4H ସ୍ଫଟିକ ରୂପ ସୂକ୍ଷ୍ମ ଏବଂ ମସୃଣ ହୋଇଥାଏ।
ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପିଟ୍ ତ୍ରୁଟି
ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପିଟ୍ (ପିଟ୍ସ) ହେଉଛି ସବୁଠାରୁ ସାଧାରଣ ପୃଷ୍ଠ ଆକୃତିଗତ ତ୍ରୁଟି ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ, ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ସାଧାରଣ ପୃଷ୍ଠ ଆକୃତିଗତ ତ୍ରୁଟି ଏବଂ ଗଠନାତ୍ମକ ରୂପରେଖା ଚିତ୍ର 4.4 ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି। ଡିଭାଇସର ପଛପଟେ KOH ଏଚିଂ ପରେ ପରିଲକ୍ଷିତ ଥ୍ରେଡିଂ ଡିସଲୋକେସନ୍ (TD) କ୍ଷୟ ପିଟ୍ସର ସ୍ଥାନ ଡିଭାଇସ ପ୍ରସ୍ତୁତି ପୂର୍ବରୁ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପିଟ୍ସର ସ୍ଥାନ ସହିତ ସ୍ପଷ୍ଟ ସମାନତା ରଖିଛି, ଯାହା ସୂଚିତ କରେ ଯେ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପିଟ୍ ତ୍ରୁଟିର ଗଠନ ଥ୍ରେଡିଂ ଡିସଲୋକେସନ୍ ସହିତ ଜଡିତ।
ଗାଜର ଦୋଷ
4H-SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକରେ ଗାଜର ଦୋଷ ଏକ ସାଧାରଣ ପୃଷ୍ଠ ଦୋଷ, ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ସାଧାରଣ ଆକୃତି ଚିତ୍ର 4.5 ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି। ଷ୍ଟେପ୍-ପରି ବିସ୍ଥାପନ ଦ୍ୱାରା ସଂଯୁକ୍ତ ବେସାଲ୍ ପ୍ଲେନରେ ଅବସ୍ଥିତ ଫ୍ରାଙ୍କୋନିଆନ୍ ଏବଂ ପ୍ରିଜିମାଟିକ୍ ଷ୍ଟାକିଂ ଫଲ୍ଟର ଛେଦନ ଦ୍ୱାରା ଗାଜର ଦୋଷ ଗଠିତ ହୋଇଥିବା ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଛି। ଏହା ମଧ୍ୟ ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଛି ଯେ ଗାଜର ଦୋଷର ଗଠନ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ରେ TSD ସହିତ ଜଡିତ। ସୁଚିଡା ଏଚ୍. ଏଟ୍ ଅଲ୍. ଜାଣିପାରିଲେ ଯେ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରରେ ଗାଜର ଦୋଷର ଘନତା ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ରେ TSD ର ଘନତା ସହିତ ସମାନୁପାତିକ। ଏବଂ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ବୃଦ୍ଧି ପୂର୍ବରୁ ଏବଂ ପରେ ପୃଷ୍ଠ ଆକୃତି ପ୍ରତିଛବିଗୁଡ଼ିକୁ ତୁଳନା କରି, ସମସ୍ତ ପରିଲକ୍ଷିତ ଗାଜର ଦୋଷ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ରେ TSD ସହିତ ସମାନ ବୋଲି ପାଇପାରିବେ। ଉ ଏଚ୍. ଏଟ୍ ଅଲ୍. ରମନ ବିକ୍ଷିପ୍ତୀକରଣ ପରୀକ୍ଷା ଚରିତ୍ର ବ୍ୟବହାର କରି ଜାଣିପାରିଲେ ଯେ ଗାଜର ଦୋଷରେ 3C ସ୍ଫଟିକ ରୂପ ନଥିଲା, କିନ୍ତୁ କେବଳ 4H-SiC ପଲିଟାଇପ୍ ଥିଲା।
MOSFET ଡିଭାଇସର ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଉପରେ ତ୍ରିକୋଣୀୟ ତ୍ରୁଟିର ପ୍ରଭାବ
ଚିତ୍ର 4.7 ହେଉଛି ତ୍ରିକୋଣୀୟ ଦୋଷ ଥିବା ଏକ ଡିଭାଇସର ପାଞ୍ଚଟି ଗୁଣର ପରିସଂଖ୍ୟାନ ବଣ୍ଟନର ଏକ ହିଷ୍ଟୋଗ୍ରାମ। ନୀଳ ବିନ୍ଦୁ ରେଖା ହେଉଛି ଡିଭାଇସର ଗୁଣାତ୍ମକ ଅବନତି ପାଇଁ ବିଭାଜକ ରେଖା, ଏବଂ ଲାଲ ବିନ୍ଦୁ ରେଖା ହେଉଛି ଡିଭାଇସର ବିଫଳତା ପାଇଁ ବିଭାଜକ ରେଖା। ଡିଭାଇସର ବିଫଳତା ପାଇଁ, ତ୍ରିକୋଣୀୟ ଦୋଷର ଏକ ବଡ଼ ପ୍ରଭାବ ଥାଏ, ଏବଂ ବିଫଳତା ହାର 93% ରୁ ଅଧିକ। ଏହା ମୁଖ୍ୟତଃ ଡିଭାଇସର ବିପରୀତ ଲିକେଜ୍ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଉପରେ ତ୍ରିକୋଣୀୟ ଦୋଷର ପ୍ରଭାବକୁ ଦାୟୀ କରାଯାଇଛି। ତ୍ରିକୋଣୀୟ ଦୋଷ ଥିବା ଡିଭାଇସର 93% ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ବିପରୀତ ଲିକେଜ୍ ଯଥେଷ୍ଟ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି। ଏହା ବ୍ୟତୀତ, ତ୍ରିକୋଣୀୟ ଦୋଷ ମଧ୍ୟ ଗେଟ୍ ଲିକେଜ୍ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଉପରେ ଏକ ଗମ୍ଭୀର ପ୍ରଭାବ ପକାଇଥାଏ, ଯାହାର ଅବନତି ହାର 60%। ସାରଣୀ 4.2 ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି, ଥ୍ରେହୋଲ୍ଡ ଭୋଲଟେଜ୍ ଅବନତି ଏବଂ ବଡି ଡାୟୋଡ୍ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଅବନତି ପାଇଁ, ତ୍ରିକୋଣୀୟ ଦୋଷର ପ୍ରଭାବ ଛୋଟ, ଏବଂ ଅବନତି ଅନୁପାତ ଯଥାକ୍ରମେ 26% ଏବଂ 33%। ପ୍ରତିରୋଧ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ଦୃଷ୍ଟିରୁ, ତ୍ରିକୋଣୀୟ ଦୋଷର ପ୍ରଭାବ ଦୁର୍ବଳ, ଏବଂ ଅବନତି ଅନୁପାତ ପ୍ରାୟ 33%।
MOSFET ଡିଭାଇସର ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଉପରେ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପିଟ୍ ତ୍ରୁଟିର ପ୍ରଭାବ
ଚିତ୍ର 4.8 ହେଉଛି ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପିଟ୍ ତ୍ରୁଟି ଥିବା ଏକ ଡିଭାଇସର ପାଞ୍ଚଟି ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟର ପରିସଂଖ୍ୟାନ ବଣ୍ଟନର ଏକ ହିଷ୍ଟୋଗ୍ରାମ। ନୀଳ ବିନ୍ଦୁ ରେଖା ହେଉଛି ଡିଭାଇସର ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଅବନତି ପାଇଁ ବିଭାଜକ ରେଖା, ଏବଂ ଲାଲ ବିନ୍ଦୁ ରେଖା ହେଉଛି ଡିଭାଇସ ବିଫଳତା ପାଇଁ ବିଭାଜକ ରେଖା। ଏଥିରୁ ଦେଖାଯାଇପାରେ ଯେ SiC MOSFET ନମୁନାରେ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପିଟ୍ ତ୍ରୁଟି ଥିବା ଡିଭାଇସର ସଂଖ୍ୟା ତ୍ରିକୋଣୀୟ ତ୍ରୁଟି ଥିବା ଡିଭାଇସର ସଂଖ୍ୟା ସହିତ ସମାନ। ଡିଭାଇସର ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଉପରେ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପିଟ୍ ତ୍ରୁଟିର ପ୍ରଭାବ ତ୍ରିକୋଣୀୟ ତ୍ରୁଟି ଠାରୁ ଭିନ୍ନ। ଡିଭାଇସ ବିଫଳତା ଦୃଷ୍ଟିରୁ, ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପିଟ୍ ତ୍ରୁଟି ଥିବା ଡିଭାଇସର ବିଫଳତା ହାର କେବଳ 47%। ତ୍ରିକୋଣୀୟ ତ୍ରୁଟି ସହିତ ତୁଳନା କଲେ, ଡିଭାଇସର ରିଭର୍ସ ଲିକେଜ୍ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଏବଂ ଗେଟ୍ ଲିକେଜ୍ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଉପରେ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପିଟ୍ ତ୍ରୁଟିର ପ୍ରଭାବ ଯଥେଷ୍ଟ ଦୁର୍ବଳ ହୋଇଛି, ସାରଣୀ 4.3 ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି ଯଥାକ୍ରମେ 53% ଏବଂ 38% ଅବନତି ଅନୁପାତ ସହିତ। ଅନ୍ୟପକ୍ଷରେ, ଥ୍ରେସହୋଲ୍ଡ ଭୋଲଟେଜ୍ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ, ବଡି ଡାୟୋଡ୍ ପରିବହନ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଏବଂ ଅନ-ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ ଉପରେ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପିଟ୍ ତ୍ରୁଟିର ପ୍ରଭାବ ତ୍ରିକୋଣୀୟ ତ୍ରୁଟି ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ, ଅବନତି ଅନୁପାତ 38% ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପହଞ୍ଚିଛି।
ସାଧାରଣତଃ, ଦୁଇଟି ରୂପଗତ ତ୍ରୁଟି, ଯଥା ତ୍ରିଭୁଜ ଏବଂ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପିଟ୍, SiC MOSFET ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକର ବିଫଳତା ଏବଂ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟଗତ ଅବନତି ଉପରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରଭାବ ପକାଇଥାଏ। ତ୍ରିଭୁଜ ତ୍ରୁଟିର ଅସ୍ତିତ୍ୱ ସବୁଠାରୁ ମାରାତ୍ମକ, ଯାହାର ବିଫଳତା ହାର 93% ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଉଚ୍ଚ, ମୁଖ୍ୟତଃ ଡିଭାଇସର ବିପରୀତ ଲିକେଜ୍ ରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ବୃଦ୍ଧି ଭାବରେ ପ୍ରକାଶିତ ହୁଏ। ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପିଟ୍ ତ୍ରୁଟି ଥିବା ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକର ବିଫଳତା ହାର 47% କମ୍ ଥିଲା। ତଥାପି, ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପିଟ୍ ତ୍ରୁଟିଗୁଡ଼ିକ ଡିଭାଇସର ଥ୍ରେହୋଲ୍ଡ ଭୋଲଟେଜ, ବଡି ଡାୟୋଡ୍ ପରିବହନ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଏବଂ ଅନ-ପ୍ରତିରୋଧ ଉପରେ ତ୍ରିଭୁଜ ତ୍ରୁଟି ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ପ୍ରଭାବ ପକାଇଥାଏ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଏପ୍ରିଲ-୧୬-୨୦୨୪