La oblea epitaxial de SiC está disponible para fabricar dispositivos MOSFET; las especificaciones de la oblea se pueden encontrar enhttps://www.powerwaywafer.com/sic-mosfet-structure.html

1. Fosas epitaxiales

Las fosas epitaxiales, como uno de los defectos de morfología superficial más comunes, tienen una morfología superficial y un perfil estructural típicos, como se muestra en la Fig.1. La posición de las picaduras de corrosión por dislocación de roscas (TD) observadas después de la corrosión por KOH en la parte posterior del dispositivo corresponde significativamente a la posición de las picaduras epitaxiales antes de la preparación del dispositivo, lo que indica que la formación de defectos de picaduras epitaxiales está relacionada con las dislocaciones de las roscas.

Fig. 1 Diagrama de sección transversal de defectos de fosa epitaxial en la capa epitaxial de SiC.

2. Efectos de los defectos de fosa epitaxial en SiC MOSFET

La influencia de los defectos de las fosas epitaxiales en las características de los dispositivos MOSFET se analiza de la siguiente manera:

La figura 2 muestra los histogramas de distribución estadística de cinco características de dispositivos con defectos de fosa epitaxial. La línea discontinua azul representa la línea de segmentación de la degradación del dispositivo y la línea discontinua roja representa la línea de segmentación de la falla del dispositivo. De esto se puede ver que la cantidad de dispositivos con defectos de fosa epitaxial en muestras de MOSFET de SiC es equivalente a la cantidad de dispositivos con defectos triangulares. El impacto de los defectos de la fosa epitaxial en las características del dispositivo es diferente al de los defectos triangulares.

Fig. 2 Histogramas de diversas distribuciones características de dispositivos MOSFET de SiC con defectos de fosa epitaxial

In terms of device failure, the failure rate of devices containing epitaxial pit defects is only 47%. Compared with triangular defects, the influence of epitaxial pit defects on the reverse leakage characteristics and gate leakage characteristics of the device is significantly reduced, with degradation rates of 53% and 38%, respectively, as shown in following table. On the other hand, the influence of epitaxial pit defects on threshold voltage characteristics, bulk diode conduction characteristics, and conduction resistance is greater than that of triangular defects, with degradation rates reaching 38%.

Table 1 Statistical table of the correlation between epitaxial pit defects and SiC MOSFET device characteristics
Defect	VTH degradation rate	VFSD degradation rate	RDON degradation rate	IDSS degradation rate	ISGS degradation rate
Epitaxial pit defect	38%	38%	38%	53%	38%

 

Overall, the morphology defects of epitaxial pits have a significant impact on the failure and characteristic degradation of SiC MOSFET devices. Devices with epitaxial pit defects have a lower failure rate of 47%. However, the influence of epitaxial pit defects on the threshold voltage, bulk diode conduction characteristics, and conduction resistance of the device is greater than that of triangular defects.

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