Cacad segitiga
Cacad segitiga mangrupikeun cacad morfologis anu paling fatal dina lapisan epitaksial SiC. Seueur laporan literatur anu nunjukkeun yén formasi cacad segitiga aya hubunganana sareng bentuk kristal 3C. Nanging, kusabab mékanisme pertumbuhan anu béda, morfologi seueur cacad segitiga dina permukaan lapisan epitaksial rada béda. Éta sacara kasar tiasa dibagi kana jinis-jinis ieu:
(1) Aya cacad segitiga kalayan partikel ageung di luhurna
Cacad segitiga jenis ieu mibanda partikel buleud badag di luhurna, anu bisa jadi disababkeun ku barang anu murag nalika prosés tumuwuhna. Daérah segitiga leutik kalayan permukaan kasar bisa dititénan ka handap ti vertex ieu. Ieu disababkeun ku kanyataan yén nalika prosés epitaksial, dua lapisan 3C-SiC anu béda kabentuk sacara berturut-turut di daérah segitiga, anu lapisan kahiji diinkulasi dina antarmuka sareng tumuwuh ngaliwatan aliran léngkah 4H-SiC. Nalika ketebalan lapisan epitaksial ningkat, lapisan kadua politipe 3C diinkulasi sareng tumuwuh dina liang segitiga anu langkung alit, tapi léngkah tumuwuh 4H henteu nutupan sacara lengkep daérah politipe 3C, ngajantenkeun daérah alur bentuk V tina 3C-SiC masih katingali jelas.
(2) Aya partikel leutik di luhur sareng cacad segitiga kalayan permukaan kasar
Partikel-partikel dina simpul tina jinis cacad segitiga ieu langkung alit, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 4.2. Sareng kaseueuran daérah segitiga katutupan ku aliran léngkah 4H-SiC, nyaéta, sakumna lapisan 3C-SiC sagemblengna napel di handapeun lapisan 4H-SiC. Ngan léngkah kamekaran 4H-SiC anu tiasa katingali dina permukaan cacad segitiga, tapi léngkah-léngkah ieu langkung ageung tibatan léngkah kamekaran kristal 4H konvensional.
(3) Cacad segitiga kalayan permukaan anu lemes
Cacad segitiga jenis ieu mibanda morfologi permukaan anu lemes, sakumaha anu dipidangkeun dina Gambar 4.3. Pikeun cacat segitiga sapertos kitu, lapisan 3C-SiC katutupan ku aliran léngkah 4H-SiC, sareng bentuk kristal 4H dina permukaan janten langkung lemes sareng mulus.
Cacad liang epitaksial
Liang epitaksial (Liang-liang) mangrupikeun salah sahiji cacad morfologi permukaan anu paling umum, sareng morfologi permukaan sareng garis besar strukturalna dipidangkeun dina Gambar 4.4. Lokasi liang korosi dislokasi threading (TD) anu dititénan saatos etsa KOH di tukang alat gaduh korespondensi anu jelas sareng lokasi liang epitaksial sateuacan persiapan alat, nunjukkeun yén formasi cacad liang epitaksial aya hubunganana sareng dislokasi threading.
cacad wortel
Cacad wortel mangrupikeun cacad permukaan umum dina lapisan epitaksial 4H-SiC, sareng morfologi hasna dipidangkeun dina Gambar 4.5. Cacad wortel dilaporkeun kabentuk ku persimpangan sesar susun Franconian sareng prismatik anu aya dina bidang basal anu dihubungkeun ku dislokasi sapertos léngkah. Ogé parantos dilaporkeun yén formasi cacad wortel aya hubunganana sareng TSD dina substrat. Tsuchida H. et al. mendakan yén kapadetan cacad wortel dina lapisan epitaksial sabanding sareng kapadetan TSD dina substrat. Sareng ku ngabandingkeun gambar morfologi permukaan sateuacan sareng saatos pertumbuhan epitaksial, sadaya cacad wortel anu dititénan tiasa kapendak cocog sareng TSD dina substrat. Wu H. et al. nganggo karakterisasi uji hamburan Raman pikeun mendakan yén cacad wortel henteu ngandung bentuk kristal 3C, tapi ngan ukur politipe 4H-SiC.
Pangaruh cacad segitiga kana karakteristik alat MOSFET
Gambar 4.7 nyaéta histogram tina distribusi statistik lima karakteristik alat anu ngandung cacad segitiga. Garis putus-putus biru nyaéta garis pamisah pikeun degradasi karakteristik alat, sareng garis putus-putus beureum nyaéta garis pamisah pikeun kagagalan alat. Pikeun kagagalan alat, cacad segitiga gaduh dampak anu ageung, sareng tingkat kagagalan langkung ageung tibatan 93%. Ieu utamina disababkeun ku pangaruh cacad segitiga kana karakteristik bocor tibalik alat. Nepi ka 93% alat anu ngandung cacad segitiga parantos ningkatkeun bocor tibalik sacara signifikan. Salaku tambahan, cacad segitiga ogé gaduh dampak anu serius kana karakteristik bocor gerbang, kalayan tingkat degradasi 60%. Sakumaha anu dipidangkeun dina Tabel 4.2, pikeun degradasi tegangan ambang sareng degradasi karakteristik dioda awak, dampak cacad segitiga leutik, sareng proporsi degradasi masing-masing 26% sareng 33%. Dina hal nyababkeun paningkatan dina résistansi, dampak cacad segitiga lemah, sareng rasio degradasi sakitar 33%.
Pangaruh cacad liang epitaksial kana karakteristik alat MOSFET
Gambar 4.8 mangrupikeun histogram tina distribusi statistik lima karakteristik alat anu ngandung cacad liang epitaksial. Garis putus-putus biru mangrupikeun garis pamisah pikeun degradasi karakteristik alat, sareng garis putus-putus beureum mangrupikeun garis pamisah pikeun kagagalan alat. Ti ieu tiasa ditingali yén jumlah alat anu ngandung cacad liang epitaksial dina sampel SiC MOSFET sami sareng jumlah alat anu ngandung cacad segitiga. Dampak cacad liang epitaksial kana karakteristik alat béda ti cacad segitiga. Dina hal kagagalan alat, laju kagagalan alat anu ngandung cacad liang epitaksial ngan ukur 47%. Dibandingkeun sareng cacad segitiga, dampak cacad liang epitaksial kana karakteristik bocor tibalik sareng karakteristik bocor gerbang alat sacara signifikan dilemahkeun, kalayan rasio degradasi masing-masing 53% sareng 38%, sapertos anu dipidangkeun dina Tabel 4.3. Di sisi anu sanés, dampak cacad liang epitaksial kana karakteristik tegangan ambang, karakteristik konduksi dioda awak sareng on-resistance langkung ageung tibatan cacad segitiga, kalayan rasio degradasi ngahontal 38%.
Sacara umum, aya dua cacad morfologis, nyaéta segitiga sareng liang epitaksial, anu gaduh dampak anu signifikan kana kagagalan sareng degradasi karakteristik alat SiC MOSFET. Ayana cacad segitiga mangrupikeun anu paling fatal, kalayan tingkat kagagalan dugi ka 93%, utamina diwujudkeun salaku paningkatan anu signifikan dina bocor tibalik alat. Alat anu ngandung cacad liang epitaksial gaduh tingkat kagagalan anu langkung handap nyaéta 47%. Nanging, cacad liang epitaksial gaduh dampak anu langkung ageung kana tegangan ambang alat, karakteristik konduksi dioda awak sareng on-resistance tibatan cacad segitiga.
Waktos posting: 16-Apr-2024