شكرًا لزيارتكم موقع Nature.com. إصدار المتصفح الذي تستخدمونه يدعم CSS بشكل محدود. للحصول على أفضل تجربة، نوصي باستخدام متصفح مُحدّث (أو تعطيل وضع التوافق في Internet Explorer). في هذه الأثناء، ولضمان استمرار الدعم، سنُقدّم الموقع بدون أنماط أو JavaScript.
تم تسويق كربيد السيليكون 4H-SiC تجاريًا كمواد لأجهزة أشباه موصلات الطاقة. ومع ذلك، تُشكل موثوقية هذه الأجهزة على المدى الطويل عائقًا أمام تطبيقها على نطاق واسع، وتتمثل أهم مشكلة تتعلق بموثوقيتها في التدهور ثنائي القطب. ينتج هذا التدهور عن انتشار خلل تراكم شوكلي (1SSF) المفرد لخلوعات المستوى القاعدي في بلورات كربيد السيليكون 4H-SiC. نقترح هنا طريقةً لكبح تمدد 1SSF عن طريق زرع بروتونات على رقائق كربيد السيليكون 4H-SiC الفوقية. أظهرت ثنائيات PiN المُصنّعة على رقائق مُزرعة بالبروتون نفس خصائص التيار والجهد للثنائيات غير المُزرعة بالبروتون. في المقابل، يُكبح تمدد 1SSF بفعالية في ثنائي PiN المُزرع بالبروتون. وبالتالي، يُعدّ زرع البروتونات في رقائق كربيد السيليكون-4H طريقةً فعّالةً لقمع التدهور ثنائي القطب لأجهزة أشباه الموصلات الكهربائية المصنوعة من كربيد السيليكون-4H مع الحفاظ على أدائها. تُسهم هذه النتيجة في تطوير أجهزة كربيد السيليكون-4H عالية الموثوقية.
يُعرف كربيد السيليكون (SiC) على نطاق واسع بأنه مادة شبه موصلة تُستخدم في أجهزة أشباه الموصلات عالية الطاقة والتردد، والتي يمكنها العمل في بيئات قاسية. 1. هناك العديد من أنواع SiC المتعددة، من بينها 4H-SiC الذي يتميز بخصائص فيزيائية ممتازة لأجهزة أشباه الموصلات، مثل حركية الإلكترونات العالية وحقل الانهيار الكهربائي القوي. 2. تُسوّق رقائق 4H-SiC بقطر 6 بوصات حاليًا وتُستخدم في الإنتاج الضخم لأجهزة أشباه الموصلات عالية الطاقة. 3. صُنعت أنظمة الجر للمركبات الكهربائية والقطارات باستخدام أجهزة أشباه الموصلات عالية الطاقة 4H-SiC. ومع ذلك، لا تزال أجهزة 4H-SiC تعاني من مشكلات طويلة الأمد تتعلق بالموثوقية، مثل انهيار العازل أو موثوقية دارة القصر، 6،7، 6،7، ومن أهم هذه المشكلات التدهور ثنائي القطب. 2،8،9،10،11. اكتُشف هذا التدهور ثنائي القطب منذ أكثر من 20 عامًا، ولطالما كان مشكلة في تصنيع أجهزة SiC.
يحدث التدهور ثنائي القطب نتيجةً لعيبٍ واحدٍ في مكدس شوكلي (1SSF) في بلورات كربيد السيليكون 4H-SiC، مع انتشار خلع المستوى القاعدي (BPD) عن طريق انزلاق الخلع المُحسَّن بإعادة التركيب (REDG)12،13،14،15،16،17،18،19. لذلك، إذا كُبِّطَ توسع BPD إلى 1SSF، يُمكن تصنيع أجهزة طاقة كربيد السيليكون 4H-SiC دون حدوث تدهور ثنائي القطب. وقد وُجِّهت عدة طرقٍ لكبح انتشار BPD، مثل تحويل BPD إلى خلع حافة الخيط (TED)20،21،22،23،24. في أحدث رقائق كربيد السيليكون الفوقية، يوجد BPD بشكل رئيسي في الركيزة وليس في الطبقة الفوقية، وذلك بسبب تحويل BPD إلى TED خلال المرحلة الأولية من النمو الفوقي. لذلك، فإن المشكلة المتبقية في التدهور ثنائي القطب هي توزيع BPD في الركيزة25،26،27. تم اقتراح إدخال "طبقة تقوية مركبة" بين طبقة الانجراف والركيزة كطريقة فعالة لقمع تمدد BPD في الركيزة28، 29، 30، 31. تزيد هذه الطبقة من احتمالية إعادة اتحاد أزواج الإلكترونات والفجوات في الطبقة الفوقية وركيزة SiC. يؤدي تقليل عدد أزواج الإلكترونات والفجوات إلى تقليل القوة الدافعة لـ REDG إلى BPD في الركيزة، وبالتالي يمكن لطبقة التقوية المركبة قمع التدهور ثنائي القطب. تجدر الإشارة إلى أن إدخال طبقة يستلزم تكاليف إضافية في إنتاج الرقائق، وبدون إدخال طبقة، يصعب تقليل عدد أزواج الإلكترونات والفجوات من خلال التحكم فقط في عمر الناقل. لذلك، لا تزال هناك حاجة ماسة لتطوير طرق قمع أخرى لتحقيق توازن أفضل بين تكلفة تصنيع الجهاز والعائد.
لأن تمديد BPD إلى 1SSF يتطلب حركة الخلع الجزئي (PDs)، فإن تثبيت PD هو نهج واعد لمنع التحلل ثنائي القطب. على الرغم من الإبلاغ عن تثبيت PD بواسطة الشوائب المعدنية، فإن FPDs في ركائز 4H-SiC تقع على مسافة تزيد عن 5 ميكرومتر من سطح الطبقة الفوقية. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن معامل الانتشار لأي معدن في SiC صغير جدًا، فمن الصعب على الشوائب المعدنية أن تنتشر في الركيزة34. ونظرًا للكتلة الذرية الكبيرة نسبيًا للمعادن، فإن زرع الأيونات للمعادن صعب أيضًا. على النقيض من ذلك، في حالة الهيدروجين، أخف عنصر، يمكن زرع الأيونات (البروتونات) في 4H-SiC إلى عمق يزيد عن 10 ميكرومتر باستخدام مسرع من فئة MeV. لذلك، إذا أثر زرع البروتون على تثبيت PD، فيمكن استخدامه لقمع انتشار BPD في الركيزة. ومع ذلك، فإن زرع البروتون يمكن أن يؤدي إلى إتلاف 4H-SiC ويؤدي إلى انخفاض أداء الجهاز37،38،39،40.
للتغلب على تدهور الجهاز الناتج عن زرع البروتونات، يُستخدم التلدين عالي الحرارة لإصلاح التلف، على غرار طريقة التلدين الشائعة الاستخدام بعد زرع أيونات المستقبلات في معالجة الأجهزة1، 40، 41، 42. على الرغم من أن مطياف الكتلة الأيونية الثانوي (SIMS)43 قد أشار إلى انتشار الهيدروجين الناتج عن التلدين عالي الحرارة، إلا أنه من المحتمل ألا تكفي كثافة ذرات الهيدروجين بالقرب من FD للكشف عن تثبيت PR باستخدام SIMS. لذلك، في هذه الدراسة، قمنا بزرع البروتونات في رقائق 4H-SiC فوقية قبل عملية تصنيع الجهاز، بما في ذلك التلدين عالي الحرارة. استخدمنا ثنائيات PiN كهياكل تجريبية للأجهزة، وصنعناها على رقائق 4H-SiC فوقية مزروعة بالبروتونات. ثم لاحظنا خصائص الفولت-أمبير لدراسة تدهور أداء الجهاز الناتج عن حقن البروتونات. بعد ذلك، لاحظنا تمدد 1SSF في صور التألق الكهربائي (EL) بعد تطبيق جهد كهربائي على ثنائي PiN. وأخيرًا، تأكدنا من تأثير حقن البروتون في تثبيط تمدد 1SSF.
في الشكل 1، يُظهر خصائص التيار والجهد (CVCs) لثنائيات PiN عند درجة حرارة الغرفة في المناطق المُشبعة بالبروتونات وغير المُشبعة قبل التيار النبضي. تُظهر ثنائيات PiN المُشبعة بالبروتونات خصائص تصحيح مُشابهة للثنائيات غير المُشبعة بالبروتونات، على الرغم من أن خصائص التيار المُتدفق (IV) مُشتركة بين الثنائيات. ولتوضيح الفرق بين ظروف الحقن، رسمنا تردد الجهد عند كثافة تيار أمامي تبلغ 2.5 أمبير/سم² (ما يُعادل 100 مللي أمبير) كرسم إحصائي كما هو موضح في الشكل 2. كما يُمثل المنحنى المُقرب بالتوزيع الطبيعي بخط منقط. وكما يُلاحظ من قمم المنحنيات، تزداد مقاومة التشغيل قليلاً عند جرعات بروتونية مقدارها 1014 و1016 سم²، بينما يُظهر ثنائي PiN المُشبع بجرعة بروتون مقدارها 1012 سم² نفس الخصائص تقريبًا كما هو الحال بدون حشو البروتونات. أجرينا أيضًا عملية زرع البروتون بعد تصنيع ثنائيات PiN التي لم تُظهر تألقًا كهربائيًا منتظمًا بسبب التلف الناتج عن زرع البروتون، كما هو موضح في الشكل S1، كما هو موضح في دراسات سابقة 37،38،39. لذلك، يُعدّ التلدين عند 1600 درجة مئوية بعد زرع أيونات الألومنيوم عمليةً ضروريةً لتصنيع أجهزةٍ لتنشيط مُستقبِل الألومنيوم، والذي يُمكنه إصلاح التلف الناتج عن زرع البروتون، مما يجعل قيم CVC متساوية بين ثنائيات PiN البروتونية المزروعة وغير المزروعة. كما يُعرض في الشكل S2 تردد التيار العكسي عند -5 فولت، ولا يوجد فرق كبير بين الثنائيات المُحقنة بالبروتون وغير المُحقنة.
خصائص الفولت-أمبير لثنائيات PiN مع وبدون بروتونات محقونة في درجة حرارة الغرفة. يشير الرمز إلى كمية البروتونات.
تردد الجهد عند تيار مستمر ٢٫٥ أمبير/سم² لثنائيات PiN مع بروتونات محقونة وغير محقونة. الخط المنقط يتوافق مع التوزيع الطبيعي.
يوضح الشكل 3 صورة EL لصمام ثنائي من نيتريد السيليكون بكثافة تيار 25 أمبير/سم² بعد الجهد. قبل تطبيق حمل التيار النبضي، لم تُلاحظ المناطق الداكنة من الصمام الثنائي، كما هو موضح في الشكل 3. C2. ومع ذلك، كما هو موضح في الشكل 3أ، في صمام ثنائي من نيتريد السيليكون بدون زرع بروتون، لوحظت عدة مناطق داكنة مخططة ذات حواف فاتحة بعد تطبيق جهد كهربائي. تُلاحظ هذه المناطق الداكنة على شكل قضيب في صور EL لـ 1SSF الممتدة من BPD في الركيزة 28،29. بدلاً من ذلك، لوحظت بعض عيوب التكديس الممتدة في ثنائيات نيتريد السيليكون المزروعة بالبروتونات، كما هو موضح في الشكل 3ب-د. باستخدام تضاريس الأشعة السينية، أكدنا وجود PRs التي يمكن أن تنتقل من BPD إلى الركيزة على محيط جهات الاتصال في ثنائي PiN دون حقن البروتون (الشكل 4: هذه الصورة بدون إزالة القطب العلوي (تم تصويرها، PR تحت الأقطاب الكهربائية غير مرئية). وبالتالي، فإن المنطقة المظلمة في صورة EL تتوافق مع BPD 1SSF ممتد في الركيزة. تظهر صور EL لثنائيات PiN المحملة الأخرى في الشكلين 1 و2. كما تظهر مقاطع الفيديو S3-S6 مع وبدون مناطق مظلمة ممتدة (صور EL متغيرة بمرور الوقت لثنائيات PiN بدون حقن البروتون ومزروعة عند 1014 سم-2) في المعلومات التكميلية.
صور EL لثنائيات PiN عند 25 A/cm2 بعد ساعتين من الإجهاد الكهربائي (أ) بدون زرع بروتون ومع جرعات مزروعة (ب) 1012 سم-2، (ج) 1014 سم-2 و (د) 1016 سم-2 بروتون.
لقد قمنا بحساب كثافة 1SSF المتوسعة عن طريق حساب المناطق المظلمة ذات الحواف الساطعة في ثلاثة ثنائيات PiN لكل حالة، كما هو موضح في الشكل 5. تقل كثافة 1SSF المتوسعة مع زيادة جرعة البروتون، وحتى عند جرعة 1012 سم-2، تكون كثافة 1SSF المتوسعة أقل بكثير من تلك الموجودة في ثنائي PiN غير المزروع.
زيادة كثافة ثنائيات SF PiN مع وبدون زرع البروتون بعد التحميل بتيار نبضي (تتضمن كل حالة ثلاثة ثنائيات محملة).
يؤثر تقصير عمر الناقل أيضًا على تثبيط التمدد، كما أن حقن البروتون يقلل من عمر الناقل32،36. لقد لاحظنا أعمار الناقل في طبقة فوقية بسمك 60 ميكرومتر مع بروتونات محقونة تبلغ 1014 سم-2. من عمر الناقل الأولي، على الرغم من أن الغرسة تقلل القيمة إلى ~10٪، فإن التلدين اللاحق يعيدها إلى ~50٪، كما هو موضح في الشكل S7. لذلك، فإن عمر الناقل، الذي انخفض بسبب زرع البروتون، يُعاد عن طريق التلدين عالي الحرارة. على الرغم من أن انخفاض عمر الناقل بنسبة 50٪ يمنع أيضًا انتشار أخطاء التكديس، إلا أن خصائص I-V، والتي تعتمد عادةً على عمر الناقل، تُظهر اختلافات طفيفة فقط بين الثنائيات المحقونة وغير المزروعة. لذلك، نعتقد أن تثبيت PD يلعب دورًا في تثبيط تمدد 1SSF.
على الرغم من أن جهاز SIMS لم يكتشف الهيدروجين بعد التلدين عند درجة حرارة 1600 درجة مئوية، كما ورد في دراسات سابقة، فقد لاحظنا تأثير زرع البروتون على تثبيط تمدد 1SSF، كما هو موضح في الشكلين 1 و4. 3 و4. لذلك، نعتقد أن PD مُثبّت بذرات الهيدروجين ذات الكثافة الأقل من حد اكتشاف جهاز SIMS (2 × 1016 سم-3) أو عيوب نقطية ناتجة عن الزرع. تجدر الإشارة إلى أننا لم نؤكد زيادة في مقاومة حالة التشغيل بسبب استطالة 1SSF بعد حمل تيار مفاجئ. قد يكون هذا بسبب عيوب في التلامس الأومي باستخدام طريقتنا، والتي سيتم التخلص منها قريبًا.
في الختام، قمنا بتطوير طريقة إخماد لتمديد BPD إلى 1SSF في ثنائيات 4H-SiC PiN باستخدام زرع البروتون قبل تصنيع الجهاز. تدهور خاصية I–V أثناء زرع البروتون ضئيل، خاصةً عند جرعة بروتون 1012 سم²، ولكن تأثير تثبيط تمدد 1SSF كبير. على الرغم من أننا في هذه الدراسة صنعنا ثنائيات PiN بسُمك 10 ميكرومتر مع زرع البروتون على عمق 10 ميكرومتر، إلا أنه لا يزال من الممكن تحسين ظروف الزرع بشكل أكبر وتطبيقها على تصنيع أنواع أخرى من أجهزة 4H-SiC. يجب مراعاة التكاليف الإضافية لتصنيع الجهاز أثناء زرع البروتون، ولكنها ستكون مماثلة لتكاليف زرع أيونات الألومنيوم، وهي عملية التصنيع الرئيسية لأجهزة الطاقة 4H-SiC. وبالتالي، فإن عملية زرع البروتون قبل معالجة الجهاز تعد طريقة محتملة لتصنيع أجهزة الطاقة ثنائية القطب 4H-SiC دون حدوث أي انحطاط.
استُخدمت رقاقة كربيد السيليكون 4H-SiC من النوع n، بقطر 4 بوصات، وسمك طبقة فوقية 10 ميكرومتر، وتركيز تشويب مانح 1 × 1016 سم-3 كعينة. قبل معالجة الجهاز، زُرعت أيونات الهيدروجين (H+) في الصفيحة بطاقة تسارع 0.95 ميجا إلكترون فولت في درجة حرارة الغرفة حتى عمق حوالي 10 ميكرومتر بزاوية عمودية على سطح الصفيحة. أثناء عملية زرع البروتون، استُخدم قناع على الصفيحة، وكانت الصفيحة تحتوي على أقسام بجرعة بروتونية 1012، 1014، أو 1016 سم-2، وبدونها. بعد ذلك، زُرعت أيونات الألومنيوم بجرعات بروتونية مقدارها 1020 و1017 سم-3 على كامل الرقاقة على عمق 0-0.2 ميكرومتر و0.2-0.5 ميكرومتر من السطح، ثم جرى التلدين عند درجة حرارة 1600 درجة مئوية لتشكيل غطاء كربوني لتشكيل طبقة من النوع ap. بعد ذلك، ترسب تلامس خلفي من النيكل على جانب الركيزة، بينما ترسب تلامس أمامي من التيتانيوم/الألمنيوم على شكل مشط بأبعاد 2.0 مم × 2.0 مم، مُشكّل بتقنية الطباعة الضوئية وعملية التقشير، على جانب الطبقة الفوقية. وأخيرًا، أُجري التلدين التلامسي عند درجة حرارة 700 درجة مئوية. بعد تقطيع الرقاقة إلى شرائح، أجرينا توصيفًا للإجهاد وتطبيقًا.
رُصدت خصائص I–V لثنائيات PiN المُصنّعة باستخدام مُحلل معاملات أشباه الموصلات HP4155B. كجهد كهربائي، تم إدخال تيار نبضي مدته 10 ميلي ثانية، شدته 212.5 أمبير/سم²، لمدة ساعتين بتردد 10 نبضات/ثانية. عند اختيار كثافة تيار أو تردد أقل، لم نلاحظ تمدد 1SSF حتى في ثنائي PiN بدون حقن بروتوني. أثناء تطبيق الجهد الكهربائي، بلغت درجة حرارة ثنائي PiN حوالي 70 درجة مئوية دون تسخين مُتعمد، كما هو موضح في الشكل S8. تم التقاط صور ضوئية كهربائية قبل وبعد الجهد الكهربائي عند كثافة تيار 25 أمبير/سم². في تضاريس الأشعة السينية ذات السقوط الانعكاسي السنكروتروني باستخدام شعاع أشعة سينية أحادي اللون (λ = 0.15 نانومتر) في مركز إشعاع السنكروترون في آيتشي، فإن متجه ag في BL8S2 هو -1-128 أو 11-28 (انظر المرجع 44 للحصول على التفاصيل).
يُستخرج تردد الجهد عند كثافة تيار أمامي مقدارها 2.5 أمبير/سم² بفاصل زمني قدره 0.5 فولت في الشكل 2، وذلك وفقًا لـ CVC لكل حالة من حالات ثنائي PiN. ومن متوسط قيمة الجهد Vave والانحراف المعياري σ للجهد، نرسم منحنى توزيع طبيعي على شكل خط منقط في الشكل 2 باستخدام المعادلة التالية:
فيرنر، إم آر وفاهرنر، دبليو آر مراجعة للمواد، وأجهزة الاستشعار الدقيقة، والأنظمة والأجهزة للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية والبيئات القاسية. فيرنر، إم آر وفاهرنر، دبليو آر مراجعة للمواد، وأجهزة الاستشعار الدقيقة، والأنظمة والأجهزة للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية والبيئات القاسية.فيرنر، إم آر وفارنر، دبليو آر نظرة عامة على المواد، وأجهزة الاستشعار الدقيقة، والأنظمة والأجهزة للتطبيقات في درجات الحرارة العالية والبيئات القاسية. Werner، MR & Fahrner، WR يبتكران منتجات جديدة ومبتكرة. فيرنر، إم آر وفاهرنر، دبليو آر مراجعة المواد، وأجهزة الاستشعار الدقيقة، والأنظمة والأجهزة للتطبيقات ذات درجات الحرارة المرتفعة والبيئية الضارة.فيرنر، إم آر وفارنر، دبليو آر نظرة عامة على المواد، وأجهزة الاستشعار الدقيقة، والأنظمة والأجهزة للتطبيقات في درجات الحرارة العالية والظروف القاسية.IEEE Trans. الإلكترونيات الصناعية. 48، 249-257 (2001).
كيموتو، تي. وكوبر، جيه إيه أساسيات تكنولوجيا كربيد السيليكون أساسيات تكنولوجيا كربيد السيليكون: النمو والتمييز والأجهزة والتطبيقات المجلد. كيموتو، تي. وكوبر، جيه إيه أساسيات تكنولوجيا كربيد السيليكون أساسيات تكنولوجيا كربيد السيليكون: النمو والتمييز والأجهزة والتطبيقات المجلد.كيموتو، ت. وكوبر، ج. أ. أساسيات تكنولوجيا كربيد السيليكون أساسيات تكنولوجيا كربيد السيليكون: النمو والخصائص والأجهزة والتطبيقات المجلد. كيموتو، تي آند كوبر، JA. كيموتو، ت. وكوبر، ج. أ. قاعدة تكنولوجيا السيليكون والكربون قاعدة تكنولوجيا السيليكون والكربون: النمو والوصف والمعدات وحجم التطبيق.كيموتو، ت. وكوبر، ج. أساسيات تكنولوجيا كربيد السيليكون أساسيات تكنولوجيا كربيد السيليكون: النمو والخصائص والمعدات والتطبيقات المجلد.252 (Wiley Singapore Pte Ltd، 2014).
فيلياديس، ف. التسويق التجاري واسع النطاق لكربيد السيليكون: الوضع الراهن والعقبات التي يجب التغلب عليها. جامعة العلوم. المنتدى ١٠٦٢، ١٢٥-١٣٠ (٢٠٢٢).
بروتون، جيه، سميت، في، تومالا، آر آر وجوشي، واي كيه مراجعة تقنيات التغليف الحراري للإلكترونيات الكهربائية للسيارات لأغراض الجر. بروتون، جيه، سميت، في، تومالا، آر آر وجوشي، واي كيه مراجعة تقنيات التغليف الحراري للإلكترونيات الكهربائية للسيارات لأغراض الجر.بروتون، جيه، وسميت، في، وتومالا، آر آر، وجوشي، واي كيه نظرة عامة على تقنيات التغليف الحراري للإلكترونيات القوية للسيارات لأغراض الجر. بروتون، جيه، سميت، في، تومالا، آر آر وجوشي، واي كيه. بروتون، جيه، سميت، في، تومالا، آر آر وجوشي، واي كيهبروتون، جيه، وسميت، في، وتومالا، آر آر، وجوشي، واي كيه نظرة عامة على تكنولوجيا التغليف الحراري للإلكترونيات الكهربائية للسيارات لأغراض الجر.مجلة الإلكترونات. الحزمة. نشوة. ASME 140، 1-11 (2018).
ساتو، ك.، كاتو، هـ. وفوكوشيما، ت. تطوير نظام الجر المطبق باستخدام كربيد السيليكون لقطارات شينكانسن عالية السرعة من الجيل التالي. ساتو، ك.، كاتو، هـ. وفوكوشيما، ت. تطوير نظام الجر المطبق باستخدام كربيد السيليكون لقطارات شينكانسن عالية السرعة من الجيل التالي.ساتو ك.، كاتو هـ. وفوكوشيما ت. تطوير نظام جر SiC التطبيقي لقطارات شينكانسن عالية السرعة من الجيل التالي.ساتو ك.، كاتو هـ.، وفوكوشيما ت. تطوير نظام جر لتطبيقات كربيد السيليكون لقطارات شينكانسن عالية السرعة من الجيل التالي. الملحق IEEJ J. Ind. 9، 453-459 (2020).
سينزاكي، جيه، هاياشي، إس، يونيزاوا، واي، وأوكومورا، إتش. التحديات التي تواجه تحقيق أجهزة الطاقة عالية الموثوقية المصنوعة من كربيد السيليكون: من الوضع الحالي وقضايا رقائق كربيد السيليكون. سينزاكي، جيه، هاياشي، إس، يونيزاوا، واي، وأوكومورا، إتش. التحديات التي تواجه تحقيق أجهزة الطاقة عالية الموثوقية المصنوعة من كربيد السيليكون: من الوضع الحالي وقضايا رقائق كربيد السيليكون.سينزاكي، جيه، هاياشي، إس، يونيزاوا، واي، وأوكومورا، إتش. مشاكل في تنفيذ أجهزة الطاقة عالية الموثوقية المصنوعة من كربيد السيليكون: بدءًا من الحالة الحالية ومشكلة رقاقة كربيد السيليكون. Senzaki، J.، Hayashi، S.، Yonezawa، Y. & Okumura، H. Senzaki، J.، Hayashi، S.، Yonezawa، Y. & Okumura، H. التحدي المتمثل في تحقيق موثوقية عالية في أجهزة الطاقة SiC: من SiC 晶圆的电视和问题设计.سينزاكي جيه، هاياشي إس، يونيزاوا واي، وأوكومورا إتش. التحديات في تطوير أجهزة الطاقة عالية الموثوقية القائمة على كربيد السيليكون: مراجعة للحالة والمشاكل المرتبطة برقائق كربيد السيليكون.في ندوة معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات الدولية حول فيزياء الموثوقية (IRPS) لعام ٢٠١٨. (سينزاكي، ج. وآخرون، المحررون) ٣ب.٣-١-٣ب.٣-٦ (معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، ٢٠١٨).
كيم، د. وسونغ، دبليو. تحسين صلابة الدائرة القصيرة لترانزستور MOSFET 4H-SiC بقدرة 1.2 كيلو فولت باستخدام بئر P عميق تم تنفيذه عن طريق زراعة القنوات. كيم، د. وسونغ، دبليو. تحسين صلابة الدائرة القصيرة لترانزستور MOSFET 4H-SiC بقدرة 1.2 كيلو فولت باستخدام بئر P عميق تم تنفيذه عن طريق زراعة القنوات.كيم، د. وسونغ، ف. تحسين مناعة الدائرة القصيرة لـ MOSFET 4H-SiC 1.2 كيلو فولت باستخدام بئر P عميق تم تنفيذه عن طريق زرع القناة. كيم، D. & سونغ، دبليو. Kim, D. & Sung, W. P 阱提 高了 1.2kV 4H-SiC MOSFETكيم، د. وسونغ، ف. تحسين تحمل الدائرة القصيرة لترانزستورات MOSFET المصنوعة من كربيد السيليكون 4H بجهد 1.2 كيلو فولت باستخدام آبار P العميقة عن طريق زرع القناة.مجلة الأجهزة الإلكترونية لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، المجلد 42، 1822-1825 (2021).
سكورونسكي وآخرون. حركة العيوب المُحسَّنة بإعادة التركيب في ثنائيات 4H-SiC pn ذات الانحياز الأمامي. مجلة تطبيقات الفيزياء. 92، 4699-4704 (2002).
ها، س.، ميزكوفسكي، ب.، سكورونسكي، م. ورولاند، ل ب. تحويل الخلع في طبقة كربيد السيليكون 4H. ها، س.، ميزكوفسكي، ب.، سكورونسكي، م. ورولاند، ل ب. تحويل الخلع في طبقة كربيد السيليكون 4H.ها س.، ميسزكوفسكي ب.، سكورونسكي م. ورولاند ل ب. تحول الخلع أثناء تكوين طبقة كربيد السيليكون 4H. Ha، S.، Mieszkowski، P.، Skowronski، M. & Rowland، LB 4H 碳化硅外延中的位错转换. ها، إس.، ميشكوفسكي، بي.، سكورونسكي، إم. ورولاند، إل بي 4 إتش ها، إس.، ميسزكوفسكي، بي.، سكورونسكي، إم. ورولاند، إل بيانتقال الخلع 4H في تكوين كربيد السيليكون.ج. كريستال. النمو 244، 257-266 (2002).
سكورونسكي، م. وها، س. تدهور الأجهزة ثنائية القطب السداسية القائمة على كربيد السيليكون. سكورونسكي، م. وها، س. تدهور الأجهزة ثنائية القطب السداسية القائمة على كربيد السيليكون.سكورونسكي م. وها س. تدهور الأجهزة ثنائية القطب السداسية القائمة على كربيد السيليكون. Skowronski، M. & Ha، S. 六方碳化硅基双极器件的降解. سكورونسكي م. وها س.سكورونسكي م. وها س. تدهور الأجهزة ثنائية القطب السداسية القائمة على كربيد السيليكون.ج. تطبيق الفيزياء 99، 011101 (2006).
أجراوال، أ.، فاطمة، ح.، هاني، س. وريو، س.-ح. أجراوال، أ.، فاطمة، ح.، هاني، س. وريو، س.-ح.أجراوال أ.، فاطمة ح.، هيني س. وريو س.-ح. أجراوال، أ.، فاطمة، ح.، هاني، س. وريو، س.-ح. أجراوال، أ.، فاطمة، ح.، هاني، س. وريو، س.-ح.أجراوال أ.، فاطمة ح.، هيني س. وريو س.-ح.آلية تدهور جديدة لترانزستورات MOSFET عالية الجهد المصنوعة من كربيد السيليكون. مجلة الأجهزة الإلكترونية لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، العدد 28، الصفحات 587-589 (2007).
كالدويل، جيه دي، ستاهلبوش، آر إي، أنكونا، إم جي، جليمبوكي، أو جيه وهوبارت، كيه دي حول القوة الدافعة لحركة الصدع المتراكمة المستحثة بإعادة التركيب في 4H–SiC. كالدويل، جيه دي، ستاهلبوش، آر إي، أنكونا، إم جي، جليمبوكي، أو جيه وهوبارت، كيه دي حول القوة الدافعة لحركة الصدع التراكمي المستحثة بإعادة التركيب في 4H-SiC.كالدويل، جيه دي، ستالبوش، آر إي، أنكونا، إم جي، جليمبوكي، أو جيه، وهوبارت، كيه دي حول القوة الدافعة لحركة الصدع المتراكمة المستحثة بإعادة التركيب في 4H-SiC. Caldwell، JD، Stahlbush، RE، Ancona، MG، Glemboki، OJ & Hobart، KD يقع في 4H-SiC. كالدويل، JD، ستاهلبوش، RE، أنكونا، MG، جليمبوكي، OJ & هوبارت، KDكالدويل، جيه دي، ستالبوش، آر إي، أنكونا، إم جي، جليمبوكي، أو جيه، وهوبارت، كيه دي، حول القوة الدافعة لحركة الصدع التراكمي المستحثة بإعادة التركيب في 4H-SiC.ج. تطبيق. الفيزياء. 108، 044503 (2010).
إيجيما، أ. وكيموتو، ت. نموذج الطاقة الإلكترونية لتكوين خطأ تكديس شوكلي الفردي في بلورات 4H-SiC. إيجيما، أ. وكيموتو، ت. نموذج الطاقة الإلكترونية لتكوين خطأ تكديس شوكلي الفردي في بلورات 4H-SiC.إيجيما، أ. وكيموتو، ت. نموذج طاقة الإلكترون لتكوين عيوب مفردة في تعبئة شوكلي في بلورات 4H-SiC. إيجيما، أ. وكيموتو، T. 4H-SiC، مؤلف كتاب شوكلي. إيجيما، أ. وكيموتو، ت. نموذج الطاقة الإلكترونية لتكوين خطأ تراكم شوكلي المفرد في بلورة 4H-SiC.إيجيما، أ. وكيموتو، ت. نموذج طاقة الإلكترون لتكوين التعبئة الشوكلاتية ذات العيب الواحد في بلورات 4H-SiC.ج. تطبيق. الفيزياء 126، 105703 (2019).
إيجيما، أ. وكيموتو، ت. تقدير الحالة الحرجة لتمدد/انكماش أخطاء تكديس شوكلي الفردية في ثنائيات 4H-SiC PiN. إيجيما، أ. وكيموتو، ت. تقدير الحالة الحرجة لتمدد/انكماش أخطاء تكديس شوكلي الفردية في ثنائيات 4H-SiC PiN.إيجيما، أ. وكيموتو، ت. تقدير الحالة الحرجة لتوسع/ضغط عيوب التعبئة الفردية لشوكلي في ثنائيات 4H-SiC وPiN. إيجيما، أ. وكيموتو، تي. إيجيما، أ. وكيموتو، ت. تقدير ظروف تمدد/انكماش طبقة تكديس شوكلي الفردية في ثنائيات 4H-SiC PiN.إيجيما، أ. وكيموتو، ت. تقدير الظروف الحرجة لتوسع/ضغط التعبئة ذات العيب الواحد شوكلي في ثنائيات 4H-SiC PiN.تطبيق الفيزياء رايت. 116، 092105 (2020).
مانين، واي، شيمادا، كيه، أسادا، كيه، وأوتاني، إن. نموذج عمل البئر الكمي لتكوين صدع تراكمي واحد لشوكلي في بلورة 4H-SiC في ظل ظروف غير متوازنة. مانين، واي، شيمادا، كيه، أسادا، كيه، وأوتاني، إن. نموذج عمل البئر الكمي لتكوين صدع تراكمي واحد لشوكلي في بلورة 4H-SiC في ظل ظروف غير متوازنة.مانين واي، شيمادا كيه، اسادا كيه، واوتاني ان. نموذج بئر كمي لتكوين صدع شوكلي واحد في بلورة 4H-SiC في ظل ظروف غير متوازنة.مانين ي.، شيمادا ك.، أسادا ك.، وأوتاني ن. نموذج تفاعل الآبار الكمومية لتكوين صدوع تكديس شوكلي المفردة في بلورات 4H-SiC في ظروف غير متوازنة. مجلة تطبيقات الفيزياء. 125، 085705 (2019).
جاليكاس، أ.، لينروس، ج.، وبيروز، ب. أخطاء التكديس الناجمة عن إعادة التركيب: دليل على وجود آلية عامة في كربيد السيليكون السداسي. جاليكاس، أ.، لينروس، ج.، وبيروز، ب. أخطاء التكديس الناجمة عن إعادة التركيب: دليل على وجود آلية عامة في كربيد السيليكون السداسي.جاليكاس، أ.، لينروس، ج. وبيروز، ب. عيوب التعبئة الناجمة عن إعادة التركيب: دليل على وجود آلية مشتركة في كربيد السيليكون السداسي. Galeckas، A.، Linnros، J. & Pirouz، P. جاليكاس، أ.، لينروس، ج. وبيروز، ب. دليل على الآلية العامة لطبقة التكديس الحثي المركب: كربيد السيليكون.جاليكاس، أ.، لينروس، ج. وبيروز، ب. عيوب التعبئة الناجمة عن إعادة التركيب: دليل على وجود آلية مشتركة في كربيد السيليكون السداسي.الفيزياء القس رايت. 96، 025502 (2006).
إيشيكاوا، ي.، سودو، م.، ياو، ي.-ز.، سوغاوارا، ي. وكاتو، م. توسع صدع شوكلي المفرد في طبقة طبقية من 4H-SiC (11 2 ¯0) ناجم عن إشعاع حزمة الإلكترون.إيشيكاوا، ي.، م. سودو، ي.-إشعاع شعاع زد.إيشيكاوا، Y.، سودو M.، Y.-Z علم النفس.بوكس، ي، م. سود، Y.-Z Chem.، J. Chem.، 123، 225101 (2018).
كاتو، م.، كاتاهيرا، س.، إيتشيكاوا، ي.، هارادا، س. وكيموتو، ت. ملاحظة إعادة تركيب الناقل في أخطاء تكديس شوكلي الفردية وفي الخلع الجزئي في 4H-SiC. كاتو، م.، كاتاهيرا، س.، إيتشيكاوا، ي.، هارادا، س. وكيموتو، ت. ملاحظة إعادة تركيب الناقل في أخطاء تكديس شوكلي الفردية وفي الخلع الجزئي في 4H-SiC.كاتو م، كاتاهيرا س، إيتيكاوا ي، هارادا س، وكيموتو ت. ملاحظة إعادة تركيب الناقل في عيوب التعبئة ذات الصدمة الفردية والخلع الجزئي في كربيد السيليكون 4H. Kato، M.، Katahira، S.، Ichikawa، Y.، Harada، S. & Kimotto، T. Kato، M.، Katahira، S.، Ichikawa، Y.، Harada، S. & Kimotto، T. 单Shockley stacking stacking و4H-SiC جزئي 位错中载流子去生的可以.كاتو م، كاتاهيرا س، إيتيكاوا ي، هارادا س، وكيموتو ت. ملاحظة إعادة تركيب الناقل في عيوب التعبئة ذات الصدمة الفردية والخلع الجزئي في كربيد السيليكون 4H.ج. تطبيق. الفيزياء 124، 095702 (2018).
كيموتو، ت. وواتانابي، هـ. هندسة العيوب في تكنولوجيا كربيد السيليكون للأجهزة ذات الطاقة العالية الجهد. كيموتو، ت. وواتانابي، هـ. هندسة العيوب في تكنولوجيا كربيد السيليكون للأجهزة ذات الطاقة العالية الجهد.كيموتو، ت. وواتانابي، هـ. تطوير العيوب في تكنولوجيا كربيد السيليكون للأجهزة ذات الطاقة العالية الجهد. كيموتو، تي. واتانابي، ه. كيموتو، ت. وواتانابي، هـ. هندسة العيوب في تكنولوجيا كربيد السيليكون للأجهزة ذات الطاقة العالية الجهد.كيموتو، ت. وواتانابي، هـ. تطوير العيوب في تكنولوجيا كربيد السيليكون للأجهزة ذات الطاقة العالية الجهد.تطبيق الفيزياء اكسبريس 13، 120101 (2020).
Zhang، Z. & Sudarshan، TS تسلسل كربيد السيليكون بدون خلع في المستوى القاعدي. Zhang، Z. & Sudarshan، TS تسلسل كربيد السيليكون بدون خلع في المستوى القاعدي.Zhang Z. و Sudarshan TS التكاثر الخالي من الخلع لكربيد السيليكون في المستوى القاعدي. Zhang، Z. & Sudarshan، TS 碳化硅基面无位错外延. تشانغ، ز. وسودارشان، تي إسZhang Z. و Sudarshan TS، التراكب الخالي من الخلع لمستويات القاعدة من كربيد السيليكون.بيان. الفيزياء. رايت. 87، 151913 (2005).
Zhang, Z., Moulton, E. & Sudarshan, TS آلية القضاء على خلع المستوى القاعدي في الأغشية الرقيقة من كربيد السيليكون عن طريق التراكب على ركيزة محفورة. Zhang, Z., Moulton, E. & Sudarshan, TS آلية القضاء على خلع المستوى القاعدي في الأغشية الرقيقة من كربيد السيليكون عن طريق التراكب على ركيزة محفورة.Zhang Z. و Moulton E. و Sudarshan TS آلية إزالة خلع المستوى الأساسي في الأغشية الرقيقة من SiC عن طريق التكاثر على ركيزة محفورة. Zhang، Z.، Moulton، E. & Sudarshan، TS 通过在蚀刻衬底上外延消除SiC 薄膜中基面位错的机制. Zhang، Z.، Moulton، E. & Sudarshan، TS آلية إزالة الفيلم الرقيق من SiC عن طريق نقش الركيزة.Zhang Z. و Moulton E. و Sudarshan TS آلية القضاء على خلع المستوى الأساسي في الأغشية الرقيقة من SiC عن طريق التكاثر على ركائز محفورة.تطبيق الفيزياء رايت. 89، 081910 (2006).
شتالبوش ر. إ. وآخرون. انقطاع النمو يؤدي إلى انخفاض في خلع المستوى القاعدي أثناء تكوين طبقة كربيد السيليكون-4H. بيان. فيزياء. رايت. 94، 041916 (2009).
Zhang, X. & Tsuchida, H. تحويل خلع المستوى القاعدي إلى خلع حافة الخيط في طبقات 4H-SiC عن طريق التلدين في درجات حرارة عالية. Zhang, X. & Tsuchida, H. تحويل خلع المستوى القاعدي إلى خلع حافة الخيط في طبقات 4H-SiC عن طريق التلدين في درجات حرارة عالية.Zhang، X. و Tsuchida، H. تحويل خلع المستوى القاعدي إلى خلع حافة الخيط في الطبقات الطلائية 4H-SiC عن طريق التلدين في درجات حرارة عالية. تشانغ، إكس وتسوتشيدا، إتش. تشانغ، X. وتسوتشيدا، H. 通过高温退火将4H-SiCZhang، X. و Tsuchida، H. تحويل خلع المستوى الأساسي إلى خلع حافة الخيوط في الطبقات الطلائية 4H-SiC عن طريق التلدين في درجات حرارة عالية.ج. تطبيق. الفيزياء. 111، 123512 (2012).
سونغ، هـ. وسودارشان، تي إس تحويل خلع المستوى القاعدي بالقرب من واجهة الطبقة العليا/الركيزة في النمو الطلائي لـ 4H–SiC خارج المحور بزاوية 4 درجات. سونغ، هـ. وسودارشان، تي إس تحويل خلع المستوى القاعدي بالقرب من واجهة الطبقة العليا/الركيزة في النمو الطلائي لـ 4H–SiC خارج المحور بزاوية 4 درجات.سونغ، هـ. وسودارشان، تي إس تحويل خلع المستوى القاعدي بالقرب من واجهة الطبقة الظهارية/الركيزة أثناء النمو الظهاري خارج المحور لـ 4H–SiC. Song، H. & Sudarshan، TS 在4° 离轴4H-SiC 外延生长中外延层/衬底界面附近的基底平面位错转换. سونغ، إتش. وسودارشان، تي إس 在4° 离轴4H-SiC سونغ، هـ. وسودارشان، تي إسانتقال الخلع المستوي للركيزة بالقرب من حدود الطبقة الظهارية/الركيزة أثناء النمو الظهاري لـ 4H-SiC خارج المحور 4°.ج. كريستال. النمو 371، 94-101 (2013).
كونيشي، ك. وآخرون. عند تيار عالٍ، يتحول انتشار صدع تكديس خلع المستوى القاعدي في الطبقات الفوقية لكربيد السيليكون 4H إلى خلع حواف الخيوط. مجلة تطبيقات الفيزياء. 114، 014504 (2013).
كونيشي، ك. وآخرون. تصميم طبقات فوقية لترانزستورات موسفت ثنائية القطب غير القابلة للتحلل من كربيد السيليكون، من خلال الكشف عن مواقع نوى الصدوع المتراكمة الممتدة في التحليل الطوبوغرافي بالأشعة السينية التشغيلية. AIP Advanced 12، 035310 (2022).
لين، س. وآخرون. تأثير بنية خلع المستوى القاعدي على انتشار صدع تراكمي واحد من نوع شوكلي أثناء انحلال التيار الأمامي لثنائيات دبابيس 4H-SiC. اليابان. مجلة التطبيقات. الفيزياء. 57، 04FR07 (2018).
طهارة، ت. وآخرون. يُستخدم العمر القصير لناقلات الأقلية في طبقات كربيد السيليكون 4H-الغنية بالنيتروجين لكبح أخطاء التكديس في ثنائيات نيتريد البوليمر. مجلة تطبيقات الفيزياء. 120، 115101 (2016).
طهارة، ت. وآخرون. اعتماد تركيز الناقل المحقون لانتشار خطأ تكديس شوكلي المفرد في ثنائيات 4H-SiC وPiN. مجلة التطبيقات. الفيزياء 123، 025707 (2018).
ماي، إس.، تاوارا، تي.، تسوشيدا، إتش. وكاتو، إم. نظام تحليل السعة المجهري لقياس عمر الناقل المحدد بالعمق في كربيد السيليكون. ماي، إس.، تاوارا، تي.، تسوشيدا، إتش. وكاتو، إم. نظام تحليل السعة المجهري لقياس عمر الناقل المحدد بالعمق في كربيد السيليكون.مي، إس.، توارا، تي.، تسوشيدا، إتش. وكاتو، إم. نظام مجهري لقياس عمر الناقل المحدد بالعمق في كربيد السيليكون. ماي، إس.، تاوارا، تي.، تسوتشيدا، إتش. وكاتو، إم. Mae، S.، Tawara، T.، T suchida، H. & Kato، M. For SiC متوسط العمق لقياس مدى الحياة لنظام FCA.مي إس، توارا تي، تسوشيدا إتش، وكاتو إم. نظام ميكرو-FCA لقياس عمر الناقل المحدد بالعمق في كربيد السيليكون.منتدى العلوم للجامعة الأم 924، 269-272 (2018).
هيراياما، ت. وآخرون. تم قياس توزيع عمق أعمار الناقلات في الطبقات الفوقية السميكة من كربيد السيليكون 4H بطريقة غير مدمرة باستخدام دقة زمنية لامتصاص الناقلات الحرة والضوء المتقاطع. انتقل إلى العلوم. متر. 91، 123902 (2020).
وقت النشر: 6 نوفمبر 2022
