Өчпочмаклы кимчелек
Өчпочмаклы кимчелекләр - SiC эпитаксиаль катламнарындагы иң үлемечле морфологик кимчелекләр. Күп санлы әдәбият отчетларында өчпочмаклы кимчелекләрнең барлыкка килүе 3C кристалл формасы белән бәйле булуы күрсәтелгән. Ләкин, төрле үсеш механизмнары аркасында, эпитаксиаль катлам өслегендәге күп кенә өчпочмаклы кимчелекләрнең морфологиясе шактый төрле. Аны якынча түбәндәге төрләргә бүләргә мөмкин:
(1) Өске өлешендә зур кисәкчәләр булган өчпочмаклы кимчелекләр бар
Бу төр өчпочмаклы кимчелекнең өске өлешендә зур сферик кисәкчә бар, ул үсеш процессы вакытында төшкән әйберләр аркасында килеп чыгарга мөмкин. Бу түбәдән аска таба тупас өслекле кечкенә өчпочмаклы өлкәне күзәтергә мөмкин. Бу эпитаксиаль процесс вакытында өчпочмаклы өлкәдә бер-бер артлы ике төрле 3C-SiC катламы барлыкка килүе белән бәйле, аларның беренче катламы чиктә бөкләнә һәм 4H-SiC баскыч агымы аша үсә. Эпитаксиаль катлам калынлыгы арткан саен, 3C политипның икенче катламы бөкләнә һәм кечерәк өчпочмаклы чокырларда үсә, ләкин 4H үсеш баскычы 3C политип өлкәсен тулысынча капламый, шуңа күрә 3C-SiCның V-формасындагы чокыр өлкәсе әле дә ачык күренә.
(2) Өске өлешендә вак кисәкчәләр һәм тупас өслекле өчпочмаклы кимчелекләр бар
Бу төрдәге өчпочмаклы кимчелекнең түбәләрендәге кисәкчәләр күпкә кечерәк, 4.2 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә. Һәм өчпочмак мәйданының күпчелек өлеше 4H-SiC баскыч агымы белән капланган, ягъни 3C-SiC катламы тулысынча 4H-SiC катламы астына урнаштырылган. Өчпочмаклы кимчелек өслегендә 4H-SiC үсеш баскычлары гына күренә, ләкин бу баскычлар гадәти 4H кристалл үсеш баскычларыннан күпкә зуррак.
(3) Тигез өслекле өчпочмаклы кимчелекләр
Бу төрдәге өчпочмаклы кимчелекнең өслеге шома, 4.3 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә. Мондый өчпочмаклы кимчелекләр өчен 3C-SiC катламы 4H-SiC баскыч агымы белән каплана, һәм өслектәге 4H кристалл формасы ваклана һәм шомалана.
Эпитаксиаль чокыр дефектлары
Эпитаксиаль чокырлар (Чокырлар) - иң еш очрый торган өслек морфологиясе кимчелекләренең берсе, һәм аларның типик өслек морфологиясе һәм структурасы 4.4 нче рәсемдә күрсәтелгән. Җайланманың арткы өлешендә KOH белән бизәлгәннән соң күзәтелгән җеп дислокациясе (TD) коррозия чокырларының урнашуы җайланманы әзерләү алдыннан эпитаксиаль чокырларның урнашуы белән ачык туры килә, бу эпитаксиаль чокыр кимчелекләренең барлыкка килүе җеп дислокацияләре белән бәйле булуын күрсәтә.
кишер кимчелекләре
Кишер дефектлары - 4H-SiC эпитаксиаль катламнарында еш очрый торган өслек дефекты, һәм аларның типик морфологиясе 4.5 нче рәсемдә күрсәтелгән. Кишер дефектының баскычсыман дислокацияләр белән тоташкан базаль яссылыкта урнашкан Франкон һәм Призматик катлам ярыклары кисешүе нәтиҗәсендә барлыкка килүе турында хәбәр ителә. Шулай ук кишер дефектлары барлыкка килүе субстраттагы TSD белән бәйле булуы да хәбәр ителә. Цучида Х. һ.б. эпитаксиаль катламдагы кишер дефектларының тыгызлыгы субстраттагы TSD тыгызлыгына пропорциональ булуын ачыкладылар. Һәм эпитаксиаль үсешкә кадәр һәм аннан соңгы өслек морфологиясе рәсемнәрен чагыштырып, күзәтелгән барлык кишер дефектларының субстраттагы TSD белән туры килүен ачыкларга мөмкин. Ву Х. һ.б. Раман чәчелү тесты характеристикасын кулланып, кишер дефектларында 3C кристалл формасы түгел, ә бары тик 4H-SiC политибы гына булуын ачыкладылар.
Өчпочмаклы кимчелекләрнең MOSFET җайланмасы характеристикаларына йогынтысы
4.7 нче рәсемдә өчпочмаклы кимчелекләр булган җайланманың биш характеристикасының статистик бүленешенең гистограммасы күрсәтелгән. Зәңгәр нокталы сызык - җайланма характеристикасының начарлануын бүлүче сызык, ә кызыл нокталы сызык - җайланма ватылуын бүлүче сызык. Җайланма ватылуына өчпочмаклы кимчелекләр зур йогынты ясый, һәм ватылу дәрәҗәсе 93% тан артык. Бу, нигездә, җайланмаларның кире агып чыгу характеристикаларына өчпочмаклы кимчелекләрнең йогынтысы белән бәйле. Өчпочмаклы кимчелекләр булган җайланмаларның 93% кадәр кире агып чыгу күләме сизелерлек арткан. Моннан тыш, өчпочмаклы кимчелекләр дә капка агып чыгу характеристикаларына җитди йогынты ясый, деградация дәрәҗәсе 60% тәшкил итә. 4.2 нче таблицада күрсәтелгәнчә, бусага көчәнеше начарлану һәм корпус диод характеристикасы начарлану өчен өчпочмаклы кимчелекләрнең йогынтысы аз, һәм деградация нисбәте тиешенчә 26% һәм 33% тәшкил итә. Каршылыкның артуына китерү ягыннан, өчпочмаклы кимчелекләрнең йогынтысы көчсез, һәм деградация нисбәте якынча 33% тәшкил итә.
Эпитаксиаль чокыр дефектларының MOSFET җайланмасы характеристикаларына йогынтысы
4.8 нче рәсем - эпитаксиаль чокыр дефектларын үз эченә алган җайланманың биш характеристикасының статистик бүленешенең гистограммасы. Зәңгәр нокталы сызык - җайланма характеристикасының деградациясен бүлүче сызык, ә кызыл нокталы сызык - җайланма ватылуын бүлүче сызык. Моннан күренгәнчә, SiC MOSFET үрнәгендә эпитаксиаль чокыр дефектларын үз эченә алган җайланмалар саны өчпочмаклы дефектларны үз эченә алган җайланмалар санына тиң. Эпитаксиаль чокыр дефектларының җайланма характеристикаларына йогынтысы өчпочмаклы дефектлардан аерылып тора. Җайланма ватылуына килгәндә, эпитаксиаль чокыр дефектларын үз эченә алган җайланмаларның ватылу дәрәҗәсе нибары 47% тәшкил итә. Өчпочмаклы дефектлар белән чагыштырганда, эпитаксиаль чокыр дефектларының җайланманың кире агып чыгу характеристикаларына һәм капка агып чыгу характеристикаларына йогынтысы сизелерлек кимрәк, деградация коэффициентлары 4.3 нче таблицада күрсәтелгәнчә, 53% һәм 38% тәшкил итә. Икенче яктан, эпитаксиаль чокыр дефектларының бусага көчәнеш характеристикаларына, корпус диодының үткәрүчәнлек характеристикаларына һәм каршылыкка йогынтысы өчпочмаклы дефектларныкыннан зуррак, деградация коэффициенты 38% ка җитә.
Гомумән алганда, ике морфологик кимчелек, атап әйткәндә, өчпочмаклар һәм эпитаксиаль чокырлар, SiC MOSFET җайланмаларының эшләмәвенә һәм характеристикасының бозылуына зур йогынты ясый. Өчпочмаклы кимчелекләрнең булуы иң үлемечлесе, аларның эшләмәү дәрәҗәсе 93% ка кадәр җитә, нигездә, җайланманың кире агып чыгуы сизелерлек арту белән күренә. Эпитаксиаль чокырлы кимчелекләрне үз эченә алган җайланмаларның эшләмәү дәрәҗәсе түбәнрәк, 47% тәшкил итә. Ләкин, эпитаксиаль чокырлы кимчелекләр җайланманың бусага көчәнешенә, корпус диодының үткәрүчәнлек үзенчәлекләренә һәм каршылыгына өчпочмаклы кимчелекләргә караганда зуррак йогынты ясый.
Бастырып чыгару вакыты: 2024 елның 16 апреле