Нуқсони секунҷа
Нуқсонҳои секунҷа нуқсонҳои марговартарини морфологӣ дар қабатҳои эпитаксиалии SiC мебошанд. Шумораи зиёди гузоришҳои адабиёт нишон медиҳанд, ки пайдоиши нуқсонҳои секунҷа бо шакли кристаллии 3C алоқаманд аст. Аммо, аз сабаби механизмҳои гуногуни афзоиш, морфологияи бисёр нуқсонҳои секунҷа дар сатҳи қабати эпитаксиалӣ хеле фарқ мекунад. Онро тақрибан ба намудҳои зерин тақсим кардан мумкин аст:
(1) Нуқсонҳои секунҷа бо зарраҳои калон дар боло мавҷуданд
Ин навъи нуқсони секунҷа дар боло зарраи калони курашакл дорад, ки метавонад аз афтидани ашё ҳангоми раванди афзоиш ба вуҷуд ояд. Аз ин қулла минтақаи хурди секунҷа бо сатҳи ноҳамворро ба поён мушоҳида кардан мумкин аст. Ин аз он сабаб аст, ки дар раванди эпитаксиалӣ ду қабати гуногуни 3C-SiC пайдарпай дар минтақаи секунҷа ташаккул меёбанд, ки қабати аввал дар байни онҳо ядро мешавад ва тавассути ҷараёни зинаи 4H-SiC мерӯяд. Ҳангоми афзоиши ғафсии қабати эпитаксиалӣ, қабати дуюми политипи 3C ядро мешавад ва дар чоҳҳои хурдтари секунҷа мерӯяд, аммо қадами афзоиши 4H минтақаи политипи 3C-ро пурра фаро намегирад ва минтақаи чуқури шакли V-и 3C-SiC-ро то ҳол ба таври возеҳ намоён мекунад.
(2) Дар боло зарраҳои хурд ва нуқсонҳои секунҷа бо сатҳи ноҳамвор мавҷуданд
Зарраҳо дар қуллаҳои ин навъи нуқсони секунҷа хеле хурдтаранд, чунон ки дар расми 4.2 нишон дода шудааст. Ва қисми зиёди масоҳати секунҷаро ҷараёни зинавии 4H-SiC фаро гирифтааст, яъне тамоми қабати 3C-SiC пурра дар зери қабати 4H-SiC ҷойгир шудааст. Танҳо зинаҳои афзоиши 4H-SiC-ро дар сатҳи нуқсони секунҷа дидан мумкин аст, аммо ин зинаҳо нисбат ба зинаҳои анъанавии афзоиши кристалли 4H хеле калонтаранд.
(3) Нуқсонҳои секунҷа бо сатҳи ҳамвор
Ин намуди нуқсони секунҷа дорои морфологияи сатҳи ҳамвор аст, ки дар расми 4.3 нишон дода шудааст. Барои чунин нуқсонҳои секунҷа, қабати 3C-SiC бо ҷараёни зинапояи 4H-SiC пӯшонида мешавад ва шакли кристаллии 4H дар сатҳ бориктар ва ҳамвортар мешавад.
Нуқсонҳои чоҳи эпитаксиалӣ
Чоҳҳои эпитаксиалӣ (чоҳҳо) яке аз маъмултарин нуқсонҳои морфологияи сатҳӣ мебошанд ва морфологияи маъмулии сатҳӣ ва контури сохтории онҳо дар расми 4.4 нишон дода шудаанд. Ҷойгиршавии чоҳҳои зангзании дислокатсияи риштабандӣ (TD), ки пас аз кандакории KOH дар қафои дастгоҳ мушоҳида мешаванд, бо ҷойгиршавии чоҳҳои эпитаксиалӣ пеш аз омода кардани дастгоҳ мувофиқати возеҳ дорад, ки нишон медиҳад, ки пайдоиши нуқсонҳои чоҳҳои эпитаксиалӣ бо дислокатсияҳои риштабандӣ алоқаманд аст.
нуқсонҳои сабзӣ
Нуқсонҳои сабзӣ як нуқсони маъмули сатҳии қабатҳои эпитаксиалии 4H-SiC мебошанд ва морфологияи маъмулии онҳо дар расми 4.5 нишон дода шудааст. Гузориш дода мешавад, ки нуқсони сабзӣ аз буриши нуқсонҳои қабатбандии Франконӣ ва Призматикии ҷойгиршуда, ки дар сатҳи асосӣ ҷойгиранд ва бо дислокатсияҳои зинамонанд пайвастанд, ба вуҷуд омадааст. Ҳамчунин гузориш дода шудааст, ки ташаккули нуқсонҳои сабзӣ бо TSD дар субстрат алоқаманд аст. Тсучида Х. ва дигарон муайян карданд, ки зичии нуқсонҳои сабзӣ дар қабати эпитаксиалӣ ба зичии TSD дар субстрат мутаносиб аст. Ва бо муқоисаи тасвирҳои морфологияи сатҳӣ пеш аз ва баъд аз афзоиши эпитаксиалӣ, ҳамаи нуқсонҳои мушоҳидашудаи сабзӣ метавонанд ба TSD дар субстрат мувофиқат кунанд. Ву Х. ва дигарон аз тавсифи санҷиши парокандагии Раман истифода бурданд, то муайян кунанд, ки нуқсонҳои сабзӣ шакли кристаллии 3C-ро надоранд, балки танҳо политипи 4H-SiC-ро доранд.
Таъсири нуқсонҳои секунҷа ба хусусиятҳои дастгоҳи MOSFET
Расми 4.7 гистограммаи тақсимоти омории панҷ хусусияти дастгоҳест, ки дорои нуқсонҳои секунҷа мебошад. Хати нуқтадори кабуд хати тақсимкунанда барои вайроншавии хусусияти дастгоҳ ва хати нуқтадори сурх хати тақсимкунанда барои нокомии дастгоҳ мебошад. Барои нокомии дастгоҳ, нуқсонҳои секунҷа таъсири калон доранд ва сатҳи нокомӣ аз 93% зиёдтар аст. Ин асосан ба таъсири нуқсонҳои секунҷа ба хусусиятҳои ихроҷи баръакси дастгоҳҳо вобаста аст. То 93% дастгоҳҳое, ки дорои нуқсонҳои секунҷа мебошанд, ихроҷи баръаксро ба таври назаррас афзоиш додаанд. Илова бар ин, нуқсонҳои секунҷа инчунин ба хусусиятҳои ихроҷи дарвоза таъсири ҷиддӣ мерасонанд, ки сатҳи вайроншавӣ 60% -ро ташкил медиҳад. Тавре ки дар Ҷадвали 4.2 нишон дода шудааст, барои вайроншавии шиддати остона ва вайроншавии хусусияти диоди бадан, таъсири нуқсонҳои секунҷа ночиз аст ва таносуби вайроншавӣ мутаносибан 26% ва 33% -ро ташкил медиҳад. Аз ҷиҳати афзоиши муқовимат, таъсири нуқсонҳои секунҷа заиф аст ва таносуби вайроншавӣ тақрибан 33% -ро ташкил медиҳад.
Таъсири нуқсонҳои чоҳи эпитаксиалӣ ба хусусиятҳои дастгоҳи MOSFET
Расми 4.8 гистограммаи тақсимоти омории панҷ хусусияти дастгоҳест, ки дорои нуқсонҳои чоҳи эпитаксиалӣ мебошад. Хати нуқтадори кабуд хати тақсимкунанда барои вайроншавии хусусияти дастгоҳ ва хати нуқтадори сурх хати тақсимкунанда барои нокомии дастгоҳ мебошад. Аз ин дида мешавад, ки шумораи дастгоҳҳое, ки дорои нуқсонҳои чоҳи эпитаксиалӣ дар намунаи SiC MOSFET мебошанд, ба шумораи дастгоҳҳое, ки дорои нуқсонҳои секунҷа мебошанд, баробар аст. Таъсири нуқсонҳои чоҳи эпитаксиалӣ ба хусусиятҳои дастгоҳ аз нуқсонҳои секунҷа фарқ мекунад. Аз ҷиҳати нокомии дастгоҳ, сатҳи нокомии дастгоҳҳое, ки дорои нуқсонҳои чоҳи эпитаксиалӣ мебошанд, танҳо 47% -ро ташкил медиҳад. Дар муқоиса бо нуқсонҳои секунҷа, таъсири нуқсонҳои чоҳи эпитаксиалӣ ба хусусиятҳои ихроҷи баръакс ва хусусиятҳои ихроҷи дарвозаи дастгоҳ ба таври назаррас суст шудааст ва нишондиҳандаҳои вайроншавӣ мутаносибан 53% ва 38% -ро ташкил медиҳанд, тавре ки дар Ҷадвали 4.3 нишон дода шудааст. Аз тарафи дигар, таъсири нуқсонҳои чоҳи эпитаксиалӣ ба хусусиятҳои шиддати остона, хусусиятҳои гузариши диоди бадан ва муқовимати барқӣ нисбат ба нуқсонҳои секунҷа зиёдтар аст ва нишондиҳандаи вайроншавӣ ба 38% мерасад.
Умуман, ду нуқсони морфологӣ, яъне секунҷаҳо ва чоҳҳои эпитаксиалӣ, ба нокомӣ ва вайроншавии хоси дастгоҳҳои MOSFET-и SiC таъсири назаррас мерасонанд. Мавҷудияти нуқсонҳои секунҷа марговартарин буда, сатҳи нокомӣ то 93% мерасад ва асосан ҳамчун афзоиши назарраси ихроҷи баръакси дастгоҳ зоҳир мешавад. Дастгоҳҳое, ки нуқсонҳои чоҳҳои эпитаксиалӣ доранд, сатҳи нокомии камтари 47% доштанд. Аммо, нуқсонҳои чоҳҳои эпитаксиалӣ нисбат ба нуқсонҳои секунҷа ба шиддати остонаи дастгоҳ, хусусиятҳои гузариши диоди бадан ва муқовимати он таъсири бештар мерасонанд.
Вақти нашр: 16 апрели соли 2024