త్రిభుజాకార లోపం
SiC ఎపిటాక్సియల్ పొరలలో త్రిభుజాకార లోపాలు అత్యంత ప్రాణాంతకమైన పదనిర్మాణ లోపాలు. త్రిభుజాకార లోపాలు ఏర్పడటం 3C క్రిస్టల్ రూపానికి సంబంధించినదని పెద్ద సంఖ్యలో సాహిత్య నివేదికలు చూపించాయి. అయితే, విభిన్న వృద్ధి విధానాల కారణంగా, ఎపిటాక్సియల్ పొర ఉపరితలంపై అనేక త్రిభుజాకార లోపాల స్వరూపం చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది. దీనిని సుమారుగా ఈ క్రింది రకాలుగా విభజించవచ్చు:
(1) పైభాగంలో పెద్ద కణాలతో త్రిభుజాకార లోపాలు ఉన్నాయి.
ఈ రకమైన త్రిభుజాకార లోపం పైభాగంలో పెద్ద గోళాకార కణాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది పెరుగుదల ప్రక్రియలో వస్తువులు పడిపోవడం వల్ల సంభవించవచ్చు. కఠినమైన ఉపరితలం కలిగిన చిన్న త్రిభుజాకార ప్రాంతాన్ని ఈ శీర్షం నుండి క్రిందికి గమనించవచ్చు. ఎపిటాక్సియల్ ప్రక్రియ సమయంలో, త్రిభుజాకార ప్రాంతంలో రెండు వేర్వేరు 3C-SiC పొరలు వరుసగా ఏర్పడతాయి, వీటిలో మొదటి పొర ఇంటర్ఫేస్ వద్ద న్యూక్లియేట్ చేయబడి 4H-SiC దశ ప్రవాహం ద్వారా పెరుగుతుంది. ఎపిటాక్సియల్ పొర యొక్క మందం పెరిగేకొద్దీ, 3C పాలిటైప్ యొక్క రెండవ పొర న్యూక్లియేట్ అవుతుంది మరియు చిన్న త్రిభుజాకార గుంటలలో పెరుగుతుంది, కానీ 4H వృద్ధి దశ 3C పాలిటైప్ ప్రాంతాన్ని పూర్తిగా కవర్ చేయదు, దీని వలన 3C-SiC యొక్క V- ఆకారపు గాడి ప్రాంతం ఇప్పటికీ స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది.
(2) పైభాగంలో చిన్న కణాలు మరియు గరుకు ఉపరితలంతో త్రిభుజాకార లోపాలు ఉన్నాయి.
ఈ రకమైన త్రిభుజాకార లోపం యొక్క శీర్షాల వద్ద ఉన్న కణాలు చాలా చిన్నవిగా ఉంటాయి, చిత్రం 4.2లో చూపిన విధంగా. మరియు త్రిభుజాకార ప్రాంతంలో ఎక్కువ భాగం 4H-SiC యొక్క దశ ప్రవాహంతో కప్పబడి ఉంటుంది, అంటే, మొత్తం 3C-SiC పొర పూర్తిగా 4H-SiC పొర కింద పొందుపరచబడింది. త్రిభుజాకార లోపం ఉపరితలంపై 4H-SiC యొక్క వృద్ధి దశలను మాత్రమే చూడవచ్చు, కానీ ఈ దశలు సాంప్రదాయ 4H క్రిస్టల్ పెరుగుదల దశల కంటే చాలా పెద్దవి.
(3) మృదువైన ఉపరితలం కలిగిన త్రిభుజాకార లోపాలు
ఈ రకమైన త్రిభుజాకార లోపం చిత్రం 4.3 లో చూపిన విధంగా మృదువైన ఉపరితల స్వరూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది. అటువంటి త్రిభుజాకార లోపాల కోసం, 3C-SiC పొర 4H-SiC యొక్క దశల ప్రవాహంతో కప్పబడి ఉంటుంది మరియు ఉపరితలంపై 4H క్రిస్టల్ రూపం చక్కగా మరియు సున్నితంగా పెరుగుతుంది.
ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాలు
ఎపిటాక్సియల్ పిట్స్ (పిట్స్) అనేది అత్యంత సాధారణ ఉపరితల పదనిర్మాణ లోపాలలో ఒకటి, మరియు వాటి సాధారణ ఉపరితల పదనిర్మాణం మరియు నిర్మాణాత్మక రూపురేఖలు చిత్రం 4.4లో చూపబడ్డాయి. పరికరం వెనుక భాగంలో KOH ఎచింగ్ తర్వాత గమనించిన థ్రెడింగ్ డిస్లోకేషన్ (TD) తుప్పు గుంటల స్థానం, పరికర తయారీకి ముందు ఎపిటాక్సియల్ పిట్స్ స్థానంతో స్పష్టమైన అనురూప్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాలు ఏర్పడటం థ్రెడింగ్ డిస్లోకేషన్లకు సంబంధించినదని సూచిస్తుంది.
క్యారెట్ లోపాలు
క్యారెట్ లోపాలు 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ పొరలలో ఒక సాధారణ ఉపరితల లోపం, మరియు వాటి సాధారణ పదనిర్మాణం చిత్రం 4.5లో చూపబడింది. క్యారెట్ లోపం స్టెప్-లైక్ డిస్లోకేషన్స్ ద్వారా అనుసంధానించబడిన బేసల్ ప్లేన్లో ఉన్న ఫ్రాంకోనియన్ మరియు ప్రిస్మాటిక్ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ల ఖండన ద్వారా ఏర్పడుతుందని నివేదించబడింది. క్యారెట్ లోపాలు ఏర్పడటం సబ్స్ట్రేట్లోని TSDకి సంబంధించినదని కూడా నివేదించబడింది. ఎపిటాక్సియల్ పొరలో క్యారెట్ లోపాల సాంద్రత సబ్స్ట్రేట్లోని TSD సాంద్రతకు అనులోమానుపాతంలో ఉందని సుచిడా హెచ్. మరియు ఇతరులు కనుగొన్నారు. మరియు ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదలకు ముందు మరియు తరువాత ఉపరితల పదనిర్మాణ చిత్రాలను పోల్చడం ద్వారా, గమనించిన అన్ని క్యారెట్ లోపాలు సబ్స్ట్రేట్లోని TSDకి అనుగుణంగా ఉన్నాయని కనుగొనవచ్చు. క్యారెట్ లోపాలు 3C క్రిస్టల్ రూపాన్ని కలిగి లేవని, కానీ 4H-SiC పాలిటైప్ను మాత్రమే కలిగి ఉన్నాయని కనుగొనడానికి వు హెచ్. మరియు ఇతరులు రామన్ స్కాటరింగ్ టెస్ట్ క్యారెక్టరైజేషన్ను ఉపయోగించారు.
MOSFET పరికర లక్షణాలపై త్రిభుజాకార లోపాల ప్రభావం
చిత్రం 4.7 అనేది త్రిభుజాకార లోపాలను కలిగి ఉన్న పరికరం యొక్క ఐదు లక్షణాల గణాంక పంపిణీ యొక్క హిస్టోగ్రాం. నీలం చుక్కల రేఖ పరికర లక్షణ క్షీణతకు విభజన రేఖ, మరియు ఎరుపు చుక్కల రేఖ పరికర వైఫల్యానికి విభజన రేఖ. పరికర వైఫల్యానికి, త్రిభుజాకార లోపాలు గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతాయి మరియు వైఫల్య రేటు 93% కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఇది ప్రధానంగా పరికరాల రివర్స్ లీకేజ్ లక్షణాలపై త్రిభుజాకార లోపాల ప్రభావం కారణంగా చెప్పబడింది. త్రిభుజాకార లోపాలను కలిగి ఉన్న పరికరాలలో 93% వరకు రివర్స్ లీకేజీని గణనీయంగా పెంచాయి. అదనంగా, త్రిభుజాకార లోపాలు గేట్ లీకేజ్ లక్షణాలపై కూడా తీవ్రమైన ప్రభావాన్ని చూపుతాయి, క్షీణత రేటు 60%. పట్టిక 4.2లో చూపినట్లుగా, థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ క్షీణత మరియు శరీర డయోడ్ లక్షణ క్షీణతకు, త్రిభుజాకార లోపాల ప్రభావం చిన్నది మరియు క్షీణత నిష్పత్తులు వరుసగా 26% మరియు 33%. ఆన్-రెసిస్టెన్స్లో పెరుగుదలకు కారణమయ్యే విషయంలో, త్రిభుజాకార లోపాల ప్రభావం బలహీనంగా ఉంటుంది మరియు క్షీణత నిష్పత్తి దాదాపు 33% ఉంటుంది.
MOSFET పరికర లక్షణాలపై ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాల ప్రభావం
చిత్రం 4.8 అనేది ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాలను కలిగి ఉన్న పరికరం యొక్క ఐదు లక్షణాల గణాంక పంపిణీ యొక్క హిస్టోగ్రాం. నీలం చుక్కల రేఖ పరికర లక్షణ క్షీణతకు విభజన రేఖ, మరియు ఎరుపు చుక్కల రేఖ పరికర వైఫల్యానికి విభజన రేఖ. SiC MOSFET నమూనాలో ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాలను కలిగి ఉన్న పరికరాల సంఖ్య త్రిభుజాకార లోపాలను కలిగి ఉన్న పరికరాల సంఖ్యకు సమానం అని దీని నుండి చూడవచ్చు. పరికర లక్షణాలపై ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాల ప్రభావం త్రిభుజాకార లోపాల నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది. పరికర వైఫల్యం పరంగా, ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాలను కలిగి ఉన్న పరికరాల వైఫల్య రేటు కేవలం 47% మాత్రమే. త్రిభుజాకార లోపాలతో పోలిస్తే, పరికరం యొక్క రివర్స్ లీకేజ్ లక్షణాలు మరియు గేట్ లీకేజ్ లక్షణాలపై ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాల ప్రభావం గణనీయంగా బలహీనపడింది, టేబుల్ 4.3లో చూపిన విధంగా వరుసగా 53% మరియు 38% క్షీణత నిష్పత్తులు ఉన్నాయి. మరోవైపు, థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ లక్షణాలు, బాడీ డయోడ్ కండక్షన్ లక్షణాలు మరియు ఆన్-రెసిస్టెన్స్పై ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాల ప్రభావం త్రిభుజాకార లోపాల కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, క్షీణత నిష్పత్తి 38%కి చేరుకుంటుంది.
సాధారణంగా, రెండు పదనిర్మాణ లోపాలు, అంటే త్రిభుజాలు మరియు ఎపిటాక్సియల్ పిట్స్, SiC MOSFET పరికరాల వైఫల్యం మరియు లక్షణ క్షీణతపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతాయి. త్రిభుజాకార లోపాల ఉనికి అత్యంత ప్రాణాంతకం, వైఫల్య రేటు 93% వరకు ఉంటుంది, ఇది ప్రధానంగా పరికరం యొక్క రివర్స్ లీకేజీలో గణనీయమైన పెరుగుదలగా వ్యక్తమవుతుంది. ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాలను కలిగి ఉన్న పరికరాలు 47% తక్కువ వైఫల్య రేటును కలిగి ఉన్నాయి. అయితే, ఎపిటాక్సియల్ పిట్ లోపాలు త్రిభుజాకార లోపాల కంటే పరికరం యొక్క థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్, బాడీ డయోడ్ కండక్షన్ లక్షణాలు మరియు ఆన్-రెసిస్టెన్స్పై ఎక్కువ ప్రభావాన్ని చూపుతాయి.
పోస్ట్ సమయం: ఏప్రిల్-16-2024