טריאַנגולאַר דעפעקט
טריאַנגולערע חסרונות זענען די מערסט פאַטאַלע מאָרפאָלאָגישע חסרונות אין SiC עפּיטאַקסיאַל שיכטן. א גרויסע צאָל ליטעראַטור באַריכטן האָבן געוויזן אַז די פאָרמירונג פון טריאַנגולערע חסרונות איז פֿאַרבונדן מיט דער 3C קריסטאַל פאָרעם. אָבער, צוליב פֿאַרשידענע וווּקס מעקאַניזמען, איז די מאָרפאָלאָגיע פון פילע טריאַנגולערע חסרונות אויף דער ייבערפלאַך פון דער עפּיטאַקסיאַל שיכט גאַנץ אַנדערש. עס קען גראָב צעטיילט ווערן אין די פאלגענדע טייפּס:
(1) עס זענען דא דרייעקיקע חסרונות מיט גרויסע פּאַרטיקלען אויבן
די סארט דרייעקיקע דעפעקט האט א גרויסע ספערישע טיילכל אויבן, וואס קען זיין געפֿירט דורך פאלנדיקע אביעקטן בעת דעם וואוקס פראצעס. א קליינע דרייעקיקע שטח מיט א גראָבע ייבערפלאַך קען מען באַמערקן אַראָפּ פֿון דעם שפּיץ. דאָס איז צוליב דעם פאַקט אַז בעת דעם עפּיטאַקסיאַלן פּראָצעס, ווערן צוויי פֿאַרשידענע 3C-SiC שיכטן געפֿאָרעמט נאָכאַנאַנד אין דעם דרייעקיקן שטח, פֿון וועלכן די ערשטע שיכט ווערט גענוקלעירט ביים אינטערפֿייס און וואַקסט דורך דעם 4H-SiC שריט פֿלוס. ווי די גרעב פֿון דער עפּיטאַקסיאַלער שיכט פֿאַרגרעסערט זיך, נוקלעירט זיך די צווייטע שיכט פֿון 3C פּאָליטיפּ און וואַקסט אין קלענערע דרייעקיקע גרובן, אָבער דער 4H וואוקס שריט באַדעקט נישט גאָר דעם 3C פּאָליטיפּ שטח, מאַכנדיג דעם V-פֿאָרמיגן גרוב שטח פֿון 3C-SiC נאָך קלאָר קענטיק.
(2) עס זענען דא קליינע פּאַרטיקלעך אויבן און דרייעקיקע חסרונות מיט אַ גראָבער ייבערפלאַך
די פּאַרטיקלען ביי די שפּיץ פֿון דעם טיפּ דרייעקיקן דעפֿעקט זענען פֿיל קלענער, ווי געוויזן אין פֿיגור 4.2. און רובֿ פֿון דער דרייעקיקער שטח איז באַדעקט דורך דעם שריט־פֿלוס פֿון 4H-SiC, דאָס הייסט, די גאַנצע 3C-SiC שיכט איז פֿולשטענדיק אײַנגעבעטן אונטער דער 4H-SiC שיכט. נאָר די וואוקס־שריט פֿון 4H-SiC קען מען זען אויף דער דרייעקיקער דעפֿעקט־פֿלאַך, אָבער די שריט זענען פֿיל גרעסער ווי די קאָנווענציאָנעלע 4H קריסטאַל־וואוקס־שריט.
(3) דרייעקיקע חסרונות מיט א גלאַטער ייבערפלאַך
די סארט דרייעקיקע דעפעקט האט א גלאטן אויבערפלאך מאָרפאָלאָגיע, ווי געוויזן אין פיגור 4.3. ביי אזעלכע דרייעקיקע דעפעקטן, איז די 3C-SiC שיכט באדעקט דורך דעם שריט-פלוס פון 4H-SiC, און די 4H קריסטאַל פאָרעם אויף דער אויבערפלאך ווערט פיינער און גלאַטער.
עפּיטאַקסיאַל גרוב חסרונות
עפּיטאַקסיאַל גרובן (Pits) זענען איינע פון די מערסטע פארשפרייטע ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגיע חסרונות, און זייער טיפּיש ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגיע און סטרוקטורעלער אויסלייג ווערן געוויזן אין פיגור 4.4. די אָרט פון די פֿאָדעם דיסלאָוקיישאַן (TD) קעראָוזשאַן גרובן באמערקט נאָך KOH עטשינג אויף דער צוריק פון די מיטל האט אַ קלאָרע קאָרעספּאָנדענץ מיט דער אָרט פון די עפּיטאַקסיאַל גרובן איידער מיטל צוגרייטונג, וואָס ווייַזט אַז די פאָרמירונג פון עפּיטאַקסיאַל גרובן חסרונות איז פֿאַרבונדן מיט פֿאָדעם דיסלאָוקיישאַנז.
מערן חסרונות
מערן חסרונות זענען א געוויינטלעכער אויבערפלאך חסרון אין 4H-SiC עפּיטאַקסיאַל שיכטן, און זייער טיפּישע מאָרפאָלאָגיע ווערט געוויזן אין פיגור 4.5. דער מערן חסרון ווערט געמאָלדן צו זיין געשאפן דורך דער ינטערסעקשאַן פון פראַנקאָניאַן און פּריזמאַטיש סטאַקינג חסרונות לאָוקייטאַד אויף די באַסאַל פלאַך פארבונדן דורך טרעפּ-ווי דיסלאָוקיישאַנז. עס איז אויך געמאָלדן געוואָרן אַז די פאָרמירונג פון מערן חסרונות איז פֿאַרבונדן מיט TSD אין די סאַבסטראַט. טסוטשידאַ ה. עט על. האָבן געפֿונען אַז די געדיכטקייט פון מערן חסרונות אין די עפּיטאַקסיאַל שיכט איז פּראָפּאָרציאָנעל צו די געדיכטקייט פון TSD אין די סאַבסטראַט. און דורך פאַרגלייַכן די אויבערפלאך מאָרפאָלאָגיע בילדער איידער און נאָך עפּיטאַקסיאַל וווּקס, אַלע באמערקט מערן חסרונות קענען זיין געפֿונען צו קאָרעספּאָנדירן צו די TSD אין די סאַבסטראַט. וווּ ה. עט על. האָבן געניצט ראַמאַן סקאַטערינג טעסט כאַראַקטעריזאַציע צו געפֿינען אַז די מערן חסרונות האָבן נישט אַנטהאַלטן די 3C קריסטאַל פאָרעם, אָבער בלויז די 4H-SiC פּאָליטיפּ.
ווירקונג פון טרייענגל חסרונות אויף MOSFET מיטל קעראַקטעריסטיקס
פיגור 4.7 איז א היסטאגראם פון דער סטאטיסטישער פארטיילונג פון פינף אייגנשאפטן פון א דעווייס וואס אנטהאלט דרייעקיקע חסרונות. די בלויע געפינקלטע ליניע איז די טייל-ליניע פאר דעווייס אייגנשאפט דעגראדאציע, און די רויטע געפינקלטע ליניע איז די טייל-ליניע פאר דעווייס דורכפאל. פאר דעווייס דורכפאל, האבן דרייעקיקע חסרונות א גרויסן איינפלוס, און די דורכפאל ראטע איז גרעסער ווי 93%. דאס ווערט הויפטזעכליך צוגעשריבן צו דער איינפלוס פון דרייעקיקע חסרונות אויף די פארקערטע ליעק אייגנשאפטן פון דעווייסעס. ביז 93% פון דעווייסעס וואס אנטהאלט דרייעקיקע חסרונות האבן באדייטנד פארגרעסערטע פארקערטע ליעק. דערצו, האבן די דרייעקיקע חסרונות אויך א ערנסטן איינפלוס אויף די גייט ליעק אייגנשאפטן, מיט א דעגראדאציע ראטע פון 60%. ווי געוויזן אין טאבעלע 4.2, פאר שוועל וואלטאזש דעגראדאציע און קערפער דיאד אייגנשאפט דעגראדאציע, איז דער איינפלוס פון דרייעקיקע חסרונות קליין, און די דעגראדאציע פראפארציעס זענען 26% און 33% בהתאמה. אין באצוג צו פאראורזאכן א פארגרעסערונג אין אן-קעגנשטעל, איז דער איינפלוס פון דרייעקיקע חסרונות שוואך, און די דעגראדאציע פראפארציע איז בערך 33%.
ווירקונג פון עפּיטאַקסיאַל גרוב חסרונות אויף מאָספעט מיטל קעראַקטעריסטיקס
פיגור 4.8 איז א היסטאגראם פון דער סטאטיסטישער פארטיילונג פון פינף אייגנשאפטן פון א דעווייס וואס אנטהאלט עפיטאקסיאלע גרוב חסרונות. די בלויע געפינקלטע ליניע איז די טייל-ליניע פאר דעווייס אייגנשאפט דעגראדאציע, און די רויטע געפינקלטע ליניע איז די טייל-ליניע פאר דעווייס דורכפאל. מען קען זען פון דעם אז די צאל דעווייסעס וואס אנטהאלט עפיטאקסיאלע גרוב חסרונות אין דעם SiC MOSFET מוסטער איז גלייך צו דער צאל דעווייסעס וואס אנטהאלט דרייעקיקע חסרונות. דער אימפאקט פון עפיטאקסיאלע גרוב חסרונות אויף דעווייס אייגנשאפטן איז אנדערש ווי יענע פון דרייעקיקע חסרונות. אין באצוג צו דעווייס דורכפאל, איז די דורכפאל ראטע פון דעווייסעס וואס אנטהאלט עפיטאקסיאלע גרוב חסרונות נאר 47%. אין פארגלייך מיט דרייעקיקע חסרונות, איז דער אימפאקט פון עפיטאקסיאלע גרוב חסרונות אויף די פארקערטע ליעקאזש אייגנשאפטן און גייט ליעקאזש אייגנשאפטן פון דעם דעווייס באדייטנד שוואכער, מיט דעגראדאציע ראטיאס פון 53% און 38% בהתאמה, ווי געוויזן אין טאבעלע 4.3. פון דער אנדערער זייט, איז דער אימפאקט פון עפיטאקסיאלע גרוב חסרונות אויף שוועל וואלטאזש אייגנשאפטן, קערפער דיאד קאנדוקציע אייגנשאפטן און אן-קעגנשטעל גרעסער ווי יענע פון דרייעקיקע חסרונות, מיט דעם דעגראדאציע ראטע וואס דערגרייכט 38%.
בכלל, צוויי מאָרפאָלאָגישע חסרונות, נעמליך טרייענגלעך און עפּיטאַקסיאַל גרובן, האָבן אַ באַדייטנדיקן השפּעה אויף דעם דורכפאַל און כאַראַקטעריסטישן דעגראַדאַציע פון SiC MOSFET דעוויסעס. די עקזיסטענץ פון טרייענגלעך חסרונות איז די מערסט פאַטאַל, מיט אַ דורכפאַל קורס אַזוי הויך ווי 93%, דער הויפּט ארויסגעוויזן ווי אַ באַדייטנדיק פאַרגרעסערונג אין פאַרקערט ליקאַדזש פון די דעווייס. דעוויסעס מיט עפּיטאַקסיאַל גרובן חסרונות האָבן אַ נידעריקער דורכפאַל קורס פון 47%. אָבער, עפּיטאַקסיאַל גרובן חסרונות האָבן אַ גרעסערע השפּעה אויף די דעווייס ס שוועל וואָולטידזש, גוף דיאָד קאַנדאַקשאַן קעראַקטעריסטיקס און אויף-קעגנשטעל ווי טרייענגלעך חסרונות.
פּאָסט צייט: 16טן אַפּריל 2024