Kasoro ya pembetatu
Kasoro za pembetatu ndizo kasoro mbaya zaidi za kimofolojia katika tabaka za epitaxial za SiC. Ripoti nyingi za fasihi zimeonyesha kuwa uundaji wa kasoro za pembetatu unahusiana na umbo la fuwele la 3C. Hata hivyo, kutokana na mifumo tofauti ya ukuaji, umbo la kasoro nyingi za pembetatu kwenye uso wa safu ya epitaxial ni tofauti kabisa. Inaweza kugawanywa katika aina zifuatazo:
(1) Kuna kasoro za pembetatu zenye chembe kubwa juu
Aina hii ya kasoro ya pembetatu ina chembe kubwa ya duara juu, ambayo inaweza kusababishwa na vitu vinavyoanguka wakati wa mchakato wa ukuaji. Eneo dogo la pembetatu lenye uso mbaya linaweza kuonekana chini kutoka kwenye kilele hiki. Hii ni kutokana na ukweli kwamba wakati wa mchakato wa epitaxial, tabaka mbili tofauti za 3C-SiC huundwa mfululizo katika eneo la pembetatu, ambalo safu ya kwanza huunganishwa kwenye kiolesura na hukua kupitia mtiririko wa hatua ya 4H-SiC. Kadri unene wa safu ya epitaxial unavyoongezeka, safu ya pili ya politype ya 3C huunganishwa na hukua katika mashimo madogo ya pembetatu, lakini hatua ya ukuaji ya 4H haifuniki kabisa eneo la politype ya 3C, na kufanya eneo la mfereji wenye umbo la V la 3C-SiC bado lionekane wazi.
(2) Kuna chembe ndogo juu na kasoro za pembetatu zenye uso mbaya
Chembe kwenye vipeo vya aina hii ya kasoro ya pembetatu ni ndogo zaidi, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4.2. Na eneo kubwa la pembetatu limefunikwa na mtiririko wa hatua wa 4H-SiC, yaani, safu nzima ya 3C-SiC imepachikwa kabisa chini ya safu ya 4H-SiC. Ni hatua za ukuaji wa 4H-SiC pekee zinazoweza kuonekana kwenye uso wa kasoro ya pembetatu, lakini hatua hizi ni kubwa zaidi kuliko hatua za kawaida za ukuaji wa fuwele ya 4H.
(3) Kasoro za pembetatu zenye uso laini
Aina hii ya kasoro ya pembetatu ina umbo laini la uso, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4.3. Kwa kasoro hizo za pembetatu, safu ya 3C-SiC imefunikwa na mtiririko wa hatua wa 4H-SiC, na umbo la fuwele la 4H kwenye uso huongezeka kuwa laini na laini zaidi.
Kasoro za shimo la epitaxial
Mashimo ya Epitaxial (Mashimo) ni mojawapo ya kasoro za kawaida za umbo la uso, na umbo lao la kawaida la uso na muhtasari wa kimuundo vinaonyeshwa kwenye Mchoro 4.4. Mahali pa mashimo ya kutu ya kutengana kwa nyuzi (TD) yanayoonekana baada ya kuchomwa kwa KOH nyuma ya kifaa yana uhusiano wazi na eneo la mashimo ya epitaxial kabla ya utayarishaji wa kifaa, ikionyesha kwamba uundaji wa kasoro za shimo la epitaxial unahusiana na kutengana kwa nyuzi.
kasoro za karoti
Kasoro za karoti ni kasoro ya kawaida ya uso katika tabaka za epitaxial za 4H-SiC, na mofolojia yao ya kawaida inaonyeshwa kwenye Mchoro 4.5. Kasoro ya karoti inaripotiwa kuundwa na makutano ya makosa ya upangaji wa Franconian na prismatic yaliyoko kwenye ndege ya msingi iliyounganishwa na mgawanyiko kama hatua. Pia imeripotiwa kwamba uundaji wa kasoro za karoti unahusiana na TSD kwenye substrate. Tsuchida H. et al. waligundua kuwa msongamano wa kasoro za karoti kwenye safu ya epitaxial ni sawia na msongamano wa TSD kwenye substrate. Na kwa kulinganisha picha za mofolojia ya uso kabla na baada ya ukuaji wa epitaxial, kasoro zote za karoti zilizoonekana zinaweza kupatikana kuwa zinalingana na TSD kwenye substrate. Wu H. et al. walitumia uainishaji wa jaribio la kutawanya Raman ili kugundua kuwa kasoro za karoti hazikuwa na umbo la fuwele la 3C, bali aina ya polipeipu ya 4H-SiC pekee.
Athari ya kasoro za pembetatu kwenye sifa za kifaa cha MOSFET
Mchoro 4.7 ni histogramu ya usambazaji wa takwimu wa sifa tano za kifaa kilicho na kasoro za pembetatu. Mstari wa bluu wenye nukta ni mstari unaogawanya uharibifu wa sifa za kifaa, na mstari mwekundu wenye nukta ni mstari unaogawanya hitilafu ya kifaa. Kwa hitilafu ya kifaa, kasoro za pembetatu zina athari kubwa, na kiwango cha hitilafu ni kikubwa kuliko 93%. Hii inahusishwa zaidi na ushawishi wa kasoro za pembetatu kwenye sifa za uvujaji wa nyuma wa vifaa. Hadi 93% ya vifaa vyenye kasoro za pembetatu vimeongeza kwa kiasi kikubwa uvujaji wa nyuma. Kwa kuongezea, kasoro za pembetatu pia zina athari kubwa kwenye sifa za uvujaji wa lango, na kiwango cha uharibifu cha 60%. Kama inavyoonyeshwa katika Jedwali 4.2, kwa uharibifu wa volteji ya kizingiti na uharibifu wa sifa za diode ya mwili, athari ya kasoro za pembetatu ni ndogo, na uwiano wa uharibifu ni 26% na 33% mtawalia. Kwa upande wa kusababisha ongezeko la upinzani, athari za kasoro za pembetatu ni dhaifu, na uwiano wa uharibifu ni takriban 33%.
Athari za kasoro za shimo la epitaxial kwenye sifa za kifaa cha MOSFET
Mchoro 4.8 ni histogramu ya usambazaji wa takwimu wa sifa tano za kifaa kilicho na kasoro za shimo la epitaxial. Mstari wa bluu wenye nukta ni mstari wa kugawanya kwa uharibifu wa sifa za kifaa, na mstari mwekundu wenye nukta ni mstari wa kugawanya kwa hitilafu ya kifaa. Inaweza kuonekana kutokana na hili kwamba idadi ya vifaa vyenye kasoro za shimo la epitaxial katika sampuli ya SiC MOSFET ni sawa na idadi ya vifaa vyenye kasoro za pembetatu. Athari za kasoro za shimo la epitaxial kwenye sifa za kifaa ni tofauti na ile ya kasoro za pembetatu. Kwa upande wa hitilafu ya kifaa, kiwango cha hitilafu cha vifaa vyenye kasoro za shimo la epitaxial ni 47% pekee. Ikilinganishwa na kasoro za pembetatu, athari za kasoro za shimo la epitaxial kwenye sifa za uvujaji wa nyuma na sifa za uvujaji wa lango la kifaa ni dhaifu sana, huku uwiano wa uharibifu wa 53% na 38% mtawalia, kama inavyoonyeshwa katika Jedwali 4.3. Kwa upande mwingine, athari za kasoro za shimo la epitaxial kwenye sifa za volteji ya kizingiti, sifa za upitishaji wa diode ya mwili na upinzani wa kupinga ni kubwa kuliko ile ya kasoro za pembetatu, huku uwiano wa uharibifu ukifikia 38%.
Kwa ujumla, kasoro mbili za kimofolojia, yaani pembetatu na mashimo ya epitaxial, zina athari kubwa kwenye hitilafu na uharibifu wa sifa za vifaa vya SiC MOSFET. Uwepo wa kasoro za pembetatu ndio unaosababisha vifo vingi zaidi, huku kiwango cha hitilafu kikiwa juu kama 93%, hasa ikionyeshwa kama ongezeko kubwa la uvujaji wa nyuma wa kifaa. Vifaa vyenye kasoro za mashimo ya epitaxial vilikuwa na kiwango cha chini cha hitilafu cha 47%. Hata hivyo, kasoro za mashimo ya epitaxial zina athari kubwa kwenye volteji ya kizingiti cha kifaa, sifa za upitishaji wa diode ya mwili na upinzani dhidi ya kasoro za pembetatu.
Muda wa chapisho: Aprili-16-2024