نشكركم على زيارة موقع Nature.com. يُعاني متصفحكم من محدودية دعم CSS. للحصول على أفضل تجربة، نوصي باستخدام متصفح مُحدّث (أو تعطيل وضع التوافق في Internet Explorer). في هذه الأثناء، ولضمان استمرار الدعم، سنعرض الموقع بدون أنماط CSS وجافا سكريبت.
تم تسويق مادة 4H-SiC كمادة لأجهزة أشباه الموصلات عالية الطاقة. مع ذلك، تُشكل موثوقية هذه الأجهزة على المدى الطويل عائقًا أمام استخدامها على نطاق واسع، وتُعدّ مشكلة التدهور ثنائي القطب أهمّ مشاكل الموثوقية فيها. وينتج هذا التدهور عن انتشار خطأ تكديس شوكلي أحادي (1SSF) في انخلاعات المستوى القاعدي لبلورات 4H-SiC. نقترح هنا طريقةً لكبح انتشار خطأ تكديس شوكلي الأحادي (1SSF) عن طريق زرع البروتونات على رقائق 4H-SiC المُرَسَّبة. أظهرت ثنائيات PiN المصنَّعة على رقائق مزروعة بالبروتونات خصائص التيار-الجهد نفسها للثنائيات غير المزروعة بالبروتونات. في المقابل، تم كبح انتشار خطأ تكديس شوكلي الأحادي (1SSF) بفعالية في ثنائي PiN المزروع بالبروتونات. وبالتالي، يُعدّ زرع البروتونات في رقائق السيليكون كاربيد 4H-SiC المُرَسَّبة فوقيًا طريقة فعّالة لكبح التدهور ثنائي القطب في أجهزة أشباه الموصلات 4H-SiC المستخدمة في تطبيقات الطاقة، مع الحفاظ على أداء الجهاز. تُسهم هذه النتيجة في تطوير أجهزة 4H-SiC عالية الموثوقية.
يُعرف كربيد السيليكون (SiC) على نطاق واسع كمادة شبه موصلة لأجهزة أشباه الموصلات عالية الطاقة وعالية التردد، والقادرة على العمل في بيئات قاسية.1 يوجد العديد من أنواع SiC، من بينها 4H-SiC الذي يتميز بخصائص فيزيائية ممتازة لأجهزة أشباه الموصلات، مثل حركية الإلكترونات العالية وقوة مجال الانهيار الكهربائي.2 تُستخدم رقائق 4H-SiC بقطر 6 بوصات حاليًا في الإنتاج التجاري الضخم لأجهزة أشباه الموصلات عالية الطاقة.3 وقد صُنعت أنظمة الجر للمركبات والقطارات الكهربائية باستخدام أجهزة أشباه الموصلات عالية الطاقة المصنوعة من 4H-SiC.4.5 ومع ذلك، لا تزال أجهزة 4H-SiC تعاني من مشاكل تتعلق بالموثوقية على المدى الطويل، مثل انهيار العازل أو قصر الدائرة.6،7 ومن أهم هذه المشاكل التدهور ثنائي القطب.2،8،9،10،11 وقد اكتُشف هذا التدهور ثنائي القطب منذ أكثر من 20 عامًا، ولا يزال يُمثل مشكلة في تصنيع أجهزة SiC.
ينتج التدهور ثنائي القطب عن عيب واحد في طبقات شوكلي (1SSF) في بلورات 4H-SiC، حيث تنتشر انخلاعات المستوى القاعدي (BPDs) عبر انزلاق الانخلاعات المعزز بإعادة التركيب (REDG)12,13,14,15,16,17,18,19. لذا، إذا تم كبح انتشار انخلاعات المستوى القاعدي إلى عيب واحد في طبقات شوكلي، يُمكن تصنيع أجهزة طاقة 4H-SiC دون حدوث تدهور ثنائي القطب. وقد تم الإبلاغ عن عدة طرق لكبح انتشار انخلاعات المستوى القاعدي، مثل تحويلها إلى انخلاعات حافة الخيط (TED)20,21,22,23,24. في أحدث رقائق السيليكون كاربيد المُرَسَّبة، تتواجد انخلاعات المستوى القاعدي بشكل رئيسي في الركيزة وليس في الطبقة المُرَسَّبة، وذلك بسبب تحولها إلى انخلاعات حافة الخيط خلال المرحلة الأولية من النمو. وبالتالي، تكمن المشكلة المتبقية في التدهور ثنائي القطب في توزيع انخلاعات المستوى القاعدي في الركيزة25,26,27. تم اقتراح إدخال "طبقة تقوية مركبة" بين طبقة الانجراف والركيزة كطريقة فعالة لكبح تمدد عيوب ثنائية القطب في الركيزة28، 29، 30، 31. تزيد هذه الطبقة من احتمالية إعادة تركيب أزواج الإلكترون-فجوة في الطبقة فوقية وركيزة كربيد السيليكون. ويؤدي تقليل عدد أزواج الإلكترون-فجوة إلى تقليل القوة الدافعة لظاهرة REDG المؤدية إلى عيوب ثنائية القطب في الركيزة، وبالتالي تستطيع طبقة التقوية المركبة كبح التدهور ثنائي القطب. تجدر الإشارة إلى أن إدخال هذه الطبقة يستلزم تكاليف إضافية في إنتاج الرقاقات، وبدونها يصعب تقليل عدد أزواج الإلكترون-فجوة بالاعتماد فقط على التحكم في عمر حاملات الشحنة. لذلك، لا تزال هناك حاجة ماسة لتطوير طرق كبح أخرى لتحقيق توازن أفضل بين تكلفة تصنيع الجهاز وإنتاجيته.
نظرًا لأن امتداد عيوب ثنائي القطب (BPD) إلى عيوب سطحية أحادية (1SSF) يتطلب حركة الانخلاعات الجزئية (PDs)، فإن تثبيت هذه الانخلاعات يُعدّ نهجًا واعدًا لكبح تدهور ثنائي القطب. على الرغم من الإبلاغ عن تثبيت الانخلاعات الجزئية بواسطة شوائب معدنية، إلا أن عيوب ثنائي القطب السطحية (FPDs) في ركائز 4H-SiC تقع على مسافة تزيد عن 5 ميكرومتر من سطح الطبقة المترسبة. إضافةً إلى ذلك، نظرًا لصغر معامل انتشار أي معدن في كربيد السيليكون، يصعب على الشوائب المعدنية الانتشار داخل الركيزة.34 كما أن غرس أيونات المعادن صعب أيضًا بسبب كتلتها الذرية الكبيرة نسبيًا. في المقابل، في حالة الهيدروجين، وهو أخف العناصر، يمكن غرس أيوناته (البروتونات) في 4H-SiC إلى عمق يزيد عن 10 ميكرومتر باستخدام مُسرِّع من فئة MeV. لذلك، إذا كان غرس البروتونات يؤثر على تثبيت الانخلاعات الجزئية، فيمكن استخدامه لكبح انتشار عيوب ثنائي القطب في الركيزة. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي زرع البروتون إلى تلف 4H-SiC ويؤدي إلى انخفاض أداء الجهاز 37،38،39،40.
للتغلب على تدهور أداء الجهاز الناتج عن زرع البروتونات، تُستخدم المعالجة الحرارية عند درجات حرارة عالية لإصلاح التلف، على غرار طريقة المعالجة الحرارية الشائعة الاستخدام بعد زرع أيونات المستقبل في تصنيع الأجهزة1، 40، 41، 42. على الرغم من أن مطيافية الكتلة الأيونية الثانوية (SIMS)43 قد رصدت انتشار الهيدروجين نتيجةً للمعالجة الحرارية عند درجات حرارة عالية، فمن المحتمل ألا تكون كثافة ذرات الهيدروجين بالقرب من FD كافيةً للكشف عن تثبيت PR باستخدام SIMS. لذلك، في هذه الدراسة، زرعنا بروتونات في رقائق 4H-SiC الرقيقة قبل عملية تصنيع الجهاز، بما في ذلك المعالجة الحرارية عند درجات حرارة عالية. استخدمنا ثنائيات PiN كهياكل تجريبية للأجهزة، وقمنا بتصنيعها على رقائق 4H-SiC الرقيقة المزروعة بالبروتونات. ثم رصدنا خصائص الفولت-أمبير لدراسة تدهور أداء الجهاز نتيجةً لحقن البروتونات. بعد ذلك، لاحظنا تمدد 1SSF في صور التألق الكهربائي (EL) بعد تطبيق جهد كهربائي على ثنائي PiN. وأخيرًا، أكدنا تأثير حقن البروتونات على كبح تمدد 1SSF.
يوضح الشكل 1 خصائص التيار-الجهد (CVCs) لثنائيات PiN عند درجة حرارة الغرفة في مناطق مع وبدون زرع بروتوني قبل تطبيق تيار نبضي. تُظهر ثنائيات PiN مع حقن البروتونات خصائص تقويم مشابهة للثنائيات بدون حقن البروتونات، على الرغم من تشابه خصائص التيار-الجهد بين الثنائيات. ولتوضيح الفرق بين ظروف الحقن، قمنا برسم تردد الجهد عند كثافة تيار أمامي تبلغ 2.5 أمبير/سم² (ما يعادل 100 مللي أمبير) كرسم بياني إحصائي كما هو موضح في الشكل 2. كما تم تمثيل المنحنى، الذي يُقارب التوزيع الطبيعي، بخط منقط. وكما يتضح من قمم المنحنيات، تزداد مقاومة التشغيل قليلاً عند جرعات بروتونية تبلغ 10¹⁴ و10¹⁶ سم⁻²، بينما يُظهر ثنائي PiN مع جرعة بروتونية تبلغ 10¹² سم⁻² خصائص مماثلة تقريبًا لخصائصه بدون زرع بروتوني. أجرينا أيضًا عملية زرع بروتونات بعد تصنيع ثنائيات PiN التي لم تُظهر إضاءة كهربائية منتظمة بسبب التلف الناتج عن زرع البروتونات، كما هو موضح في الشكل S1، وكما ورد في دراسات سابقة37،38،39. لذلك، يُعدّ التلدين عند 1600 درجة مئوية بعد زرع أيونات الألومنيوم عملية ضرورية لتصنيع الأجهزة، وذلك لتفعيل مستقبل الألومنيوم، مما يُصلح التلف الناتج عن زرع البروتونات، ويجعل منحنيات الجهد-التيار متطابقة بين ثنائيات PiN المزروعة وغير المزروعة بالبروتونات. كما يُعرض تردد التيار العكسي عند -5 فولت في الشكل S2، ولا يوجد فرق يُذكر بين الثنائيات مع حقن البروتونات وبدونه.
خصائص الفولت-أمبير لثنائيات PiN مع وبدون حقن البروتونات عند درجة حرارة الغرفة. يشير مفتاح الرسم البياني إلى جرعة البروتونات.
تردد الجهد عند تيار مستمر 2.5 أمبير/سم² لثنائيات PiN مع حقن البروتونات وبدون حقنها. الخط المنقط يمثل التوزيع الطبيعي.
يوضح الشكل 3 صورةً ضوئيةً لثنائي PiN بكثافة تيار 25 أمبير/سم² بعد تطبيق الجهد. قبل تطبيق حمل التيار النبضي، لم تُلاحظ المناطق الداكنة في الثنائي، كما هو موضح في الشكل 3 ج2. مع ذلك، وكما هو موضح في الشكل 3أ، في ثنائي PiN غير مُطعّم بالبروتونات، لوحظت عدة مناطق داكنة مخططة ذات حواف فاتحة بعد تطبيق الجهد الكهربائي. تُلاحظ هذه المناطق الداكنة ذات الشكل العصوي في صور EL لـ 1SSF الممتدة من BPD في الركيزة²⁸،²⁹. في المقابل، لوحظت بعض عيوب التراص الممتدة في ثنائيات PiN المُطعّمة بالبروتونات، كما هو موضح في الشكل 3ب-د. باستخدام التصوير الطبوغرافي بالأشعة السينية، تأكدنا من وجود انعكاسات ضوئية (PRs) قادرة على الانتقال من طبقة ثنائية القطب (BPD) إلى الركيزة عند محيط نقاط التلامس في ثنائي PiN دون حقن بروتونات (الشكل 4: هذه الصورة دون إزالة القطب العلوي (صورة فوتوغرافية، الانعكاس الضوئي أسفل الأقطاب غير مرئي)). لذلك، تتوافق المنطقة الداكنة في صورة التألق الكهربائي (EL) مع طبقة ثنائية القطب (BPD) ممتدة من نوع 1SSF في الركيزة. تظهر صور التألق الكهربائي (EL) لثنائيات PiN أخرى محملة في الشكلين 1 و2. كما تُعرض مقاطع الفيديو من S3 إلى S6 مع وبدون مناطق داكنة ممتدة (صور التألق الكهربائي المتغيرة مع الزمن لثنائيات PiN دون حقن بروتونات وزرعها عند 1014 سم-2) في المعلومات التكميلية.
صور EL لثنائيات PiN عند 25 أمبير/سم2 بعد ساعتين من الإجهاد الكهربائي (أ) بدون زرع بروتون ومع جرعات مزروعة من (ب) 1012 سم-2، (ج) 1014 سم-2 و (د) 1016 سم-2 بروتونات.
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. تنخفض 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 (تضمنت كل حالة ثلاثة ثنائيات محملة).
يؤثر تقصير عمر حاملات الشحنة أيضًا على كبح التوسع، كما أن حقن البروتونات يقلل من عمر حاملات الشحنة32،36. وقد رصدنا أعمار حاملات الشحنة في طبقة فوقية بسمك 60 ميكرومتر مع حقن بروتونات بكثافة 1014 بروتون/سم2. من عمر حاملات الشحنة الأولي، على الرغم من أن الزرع يقلل القيمة إلى حوالي 10%، إلا أن التلدين اللاحق يعيدها إلى حوالي 50%، كما هو موضح في الشكل S7. لذلك، فإن عمر حاملات الشحنة، الذي انخفض بسبب زرع البروتونات، يُستعاد بالتلدين عند درجة حرارة عالية. على الرغم من أن انخفاض عمر حاملات الشحنة بنسبة 50% يكبح أيضًا انتشار عيوب التراص، فإن خصائص التيار-الجهد، التي تعتمد عادةً على عمر حاملات الشحنة، تُظهر اختلافات طفيفة فقط بين الثنائيات المحقونة وغير المحقونة. لذلك، نعتقد أن تثبيت PD يلعب دورًا في كبح توسع 1SSF.
على الرغم من أن مطياف الكتلة الأيونية الثانوية (SIMS) لم يكشف عن وجود الهيدروجين بعد التلدين عند درجة حرارة 1600 درجة مئوية، كما ورد في دراسات سابقة، فقد لاحظنا تأثير زرع البروتونات على كبح تمدد طبقة 1SSF، كما هو موضح في الشكلين 1 و4. لذا، نعتقد أن طبقة PD مثبتة بواسطة ذرات هيدروجين بكثافة أقل من حد الكشف لمطياف الكتلة الأيونية الثانوية (2 × 10¹⁶ سم⁻³) أو عيوب نقطية ناتجة عن الزرع. تجدر الإشارة إلى أننا لم نؤكد زيادة في مقاومة التشغيل نتيجة استطالة طبقة 1SSF بعد تطبيق تيار اندفاعي. قد يعود ذلك إلى عدم مثالية التوصيلات الأومية المصنعة باستخدام عمليتنا، والتي سيتم معالجتها قريبًا.
في الختام، طورنا طريقةً لإخماد تمدد طبقة ثنائية القطب (BPD) إلى طبقة أحادية السطح (1SSF) في ثنائيات 4H-SiC PiN باستخدام زرع البروتونات قبل تصنيع الجهاز. يُعدّ تدهور خصائص التيار-الجهد (I-V) أثناء زرع البروتونات ضئيلاً، خاصةً عند جرعة بروتونات تبلغ 10¹² سم⁻²، إلا أن تأثير كبح تمدد طبقة أحادية السطح (1SSF) كبير. على الرغم من أننا في هذه الدراسة قمنا بتصنيع ثنائيات PiN بسماكة 10 ميكرومتر باستخدام زرع البروتونات حتى عمق 10 ميكرومتر، فإنه لا يزال من الممكن تحسين ظروف الزرع وتطبيقها لتصنيع أنواع أخرى من أجهزة 4H-SiC. ينبغي مراعاة التكاليف الإضافية لتصنيع الجهاز أثناء زرع البروتونات، ولكنها ستكون مماثلة لتلك الخاصة بزرع أيونات الألومنيوم، وهي عملية التصنيع الرئيسية لأجهزة الطاقة 4H-SiC. وبالتالي، يُعدّ زرع البروتونات قبل معالجة الجهاز طريقةً واعدةً لتصنيع أجهزة طاقة ثنائية القطب 4H-SiC دون تدهور.
استُخدمت رقاقة سيليكون كربيد 4H-SiC من النوع n بقطر 4 بوصات، بسماكة طبقة فوقية تبلغ 10 ميكرومتر وتركيز تطعيم مانح قدره 1 × 10¹⁶ سم⁻³، كعينة. قبل معالجة الجهاز، زُرعت أيونات الهيدروجين (H⁺) في الرقاقة بطاقة تسريع قدرها 0.95 ميغا إلكترون فولت عند درجة حرارة الغرفة، إلى عمق حوالي 10 ميكرومتر بزاوية عمودية على سطح الرقاقة. أثناء عملية زرع البروتونات، استُخدم قناع على الرقاقة، وقُسّمت الرقاقة إلى أقسام بدون جرعة بروتونات، وأخرى بجرعات بروتونات قدرها 10¹²، 10¹⁴، أو 10¹⁶ سم⁻². بعد ذلك، زُرعت أيونات الألومنيوم بجرعات بروتونية قدرها 10²⁰ و10¹⁷ سم⁻³ على كامل الرقاقة بعمق يتراوح بين 0-0.2 ميكرومتر و0.2-0.5 ميكرومتر من السطح، ثم خضعت للمعالجة الحرارية عند 1600 درجة مئوية لتشكيل غطاء كربوني لتكوين طبقة من النوع ap. بعد ذلك، رُسبت طبقة تلامس خلفية من النيكل على جانب الركيزة، بينما رُسبت طبقة تلامس أمامية من التيتانيوم/الألومنيوم على شكل مشط بأبعاد 2.0 مم × 2.0 مم، تم تشكيلها بتقنية الطباعة الضوئية وعملية التقشير، على جانب الطبقة المترسبة. وأخيرًا، أُجريت معالجة حرارية للتلامس عند درجة حرارة 700 درجة مئوية. بعد تقطيع الرقاقة إلى رقائق، أجرينا اختبارات الإجهاد والتطبيق.
تمت دراسة خصائص التيار-الجهد لثنائيات PiN المصنعة باستخدام محلل معلمات أشباه الموصلات HP4155B. كإجهاد كهربائي، تم تطبيق تيار نبضي لمدة 10 مللي ثانية بكثافة 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 بروتونات. أثناء تطبيق الجهد الكهربائي، كانت درجة حرارة ثنائي PiN حوالي 70 درجة مئوية بدون تسخين متعمد، كما هو موضح في الشكل S8. تم الحصول على صور الإضاءة الكهربائية قبل وبعد الإجهاد الكهربائي بكثافة تيار 25 أمبير/سم². التصوير الطبوغرافي بالأشعة السينية ذات السقوط المماسي الانعكاسي باستخدام حزمة أشعة سينية أحادية اللون (λ = 0.15 نانومتر) في مركز أيتشي للإشعاع السنكروتروني، متجه ag في BL8S2 هو -1-128 أو 11-28 (انظر المرجع 44 لمزيد من التفاصيل).
يُستخرج تردد الجهد عند كثافة تيار أمامي تبلغ 2.5 أمبير/سم² بفواصل 0.5 فولت في الشكل 2 وفقًا لجهد الحث لكل حالة من حالات ثنائي PiN. من متوسط قيمة الجهد الكهربائي (Vave) والانحراف المعياري (σ) للجهد، نرسم منحنى التوزيع الطبيعي على شكل خط منقط في الشكل 2 باستخدام المعادلة التالية:
مراجعة من قبل فيرنر، إم آر وفارنر، دبليو آر حول المواد، وأجهزة الاستشعار الدقيقة، والأنظمة، والأجهزة لتطبيقات درجات الحرارة العالية والبيئات القاسية. مراجعة من قبل فيرنر، إم آر وفارنر، دبليو آر حول المواد، وأجهزة الاستشعار الدقيقة، والأنظمة، والأجهزة لتطبيقات درجات الحرارة العالية والبيئات القاسية.ويرنر، 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. مراجعة المواد والمستشعرات الدقيقة والأنظمة والأجهزة لتطبيقات درجات الحرارة العالية والبيئات القاسية من قبل ويرنر، إم آر وفارنر، دبليو آر.ويرنر، إم آر وفارنر، دبليو آر نظرة عامة على المواد وأجهزة الاستشعار الدقيقة والأنظمة والأجهزة للتطبيقات في درجات الحرارة العالية والظروف القاسية.IEEE Trans. Industrial electronics. 48, 249–257 (2001).
كيموتو، تي. وكوبر، جيه إيه أساسيات تكنولوجيا كربيد السيليكون أساسيات تكنولوجيا كربيد السيليكون: النمو، والخصائص، والأجهزة، والتطبيقات المجلد. كيموتو، تي. وكوبر، جيه إيه أساسيات تكنولوجيا كربيد السيليكون أساسيات تكنولوجيا كربيد السيليكون: النمو، والخصائص، والأجهزة، والتطبيقات المجلد.كيموتو، تي. وكوبر، جيه إيه أساسيات تكنولوجيا كربيد السيليكون أساسيات تكنولوجيا كربيد السيليكون: النمو والخصائص والأجهزة والتطبيقات المجلد. كيموتو، تي آند كوبر، JA. كيموتو، تي. وكوبر، جيه إيه. قاعدة تكنولوجيا الكربون والسيليكون: النمو والوصف والمعدات وحجم التطبيق.كيموتو، تي. وكوبر، جيه. 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. مجلة ألما ماتر. ذا ساينس. فوروم 1062، 125-130 (2022).
بروتون، ج.، سميت، ف.، تومالا، ر.ر. وجوشي، ي.ك. مراجعة تقنيات التغليف الحراري لإلكترونيات الطاقة في السيارات لأغراض الجر. بروتون، ج.، سميت، ف.، تومالا، ر.ر. وجوشي، ي.ك. مراجعة تقنيات التغليف الحراري لإلكترونيات الطاقة في السيارات لأغراض الجر.بروتون، ج.، سميت، ف.، تومالا، ر.ر. وجوشي، ي.ك. نظرة عامة على تقنيات التغليف الحراري لإلكترونيات الطاقة في السيارات لأغراض الجر. بروتون، جيه، سميت، في، تومالا، آر آر وجوشي، واي كيه. بروتون، جيه، سميت، في، تومالا، آر آر وجوشي، واي كيهبروتون، ج.، سميت، ف.، تومالا، ر.ر. وجوشي، ي.ك. نظرة عامة على تقنية التغليف الحراري لإلكترونيات الطاقة في السيارات لأغراض الجر.J. Electron. Package. trance. ASME 140, 1-11 (2018).
ساتو، ك.، كاتو، هـ. وفوكوشيما، ت. تطوير نظام جر تطبيقي من كربيد السيليكون لقطارات شينكانسن عالية السرعة من الجيل التالي. ساتو، ك.، كاتو، هـ. وفوكوشيما، ت. تطوير نظام جر تطبيقي من كربيد السيليكون لقطارات شينكانسن عالية السرعة من الجيل التالي.ساتو ك.، كاتو هـ. وفوكوشيما ت. تطوير نظام جر SiC تطبيقي لقطارات شينكانسن عالية السرعة من الجيل التالي.ساتو ك.، كاتو هـ. وفوكوشيما ت. تطوير نظام الجر لتطبيقات كربيد السيليكون لقطارات شينكانسن عالية السرعة من الجيل التالي. ملحق IEEJ J. Ind. 9، 453-459 (2020).
Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. تحديات تحقيق أجهزة طاقة SiC عالية الموثوقية: من الوضع الحالي وقضايا رقائق SiC. Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. تحديات تحقيق أجهزة طاقة SiC عالية الموثوقية: من الوضع الحالي وقضايا رقائق SiC.Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. and Okumura, H. Problems in the implementation of highly reliable SiC power devices: starting from the current state and the problem of wafer SiC. 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.Senzaki J, Hayashi S, Yonezawa Y. and Okumura H. Challenges in the development of high-reliability power devices based on silicon carbide: a review of the status and issues associated with silicon carbide wafers.في ندوة IEEE الدولية لعام 2018 حول فيزياء الموثوقية (IRPS). (Senzaki, J. et al. eds.) 3B.3-1-3B.3-6 (IEEE, 2018).
Kim, D. & Sung, W. تحسين متانة الدائرة القصيرة لـ 1.2 كيلو فولت 4H-SiC MOSFET باستخدام بئر P عميق تم تنفيذه عن طريق زرع القناة. Kim, D. & Sung, W. تحسين متانة الدائرة القصيرة لـ 1.2 كيلو فولت 4H-SiC MOSFET باستخدام بئر P عميق تم تنفيذه عن طريق زرع القناة.Kim, D. and Sung, V. Improved shortcircuit immunocyt for a 1.2 kV 4H-SiC MOSFET using a deep P-well implemented by channel implantation. كيم، D. & سونغ، دبليو. Kim, D. & Sung, W. P 阱提 高了 1.2kV 4H-SiC MOSFETKim, D. and Sung, V. Improved short-circuit tolerance of 1.2 kV 4H-SiC MOSFETs using deep P-wells by channel implantation.IEEE Electronic Devices Lett. 42, 1822–1825 (2021).
Skowronski M. et al. Recombination-enhanced motion of defects in forward piled 4H-SiC pn diodes. J. Application. physics. 92, 4699–4704 (2002).
ها، إس.، ميشكوفسكي، ب.، سكوفرونسكي، م. وروولاند، إل بي. تحويل الخلع في الترسيب الطبقي لكربيد السيليكون 4H. ها، إس.، ميشكوفسكي، ب.، سكوفرونسكي، م. وروولاند، إل بي. تحويل الخلع في الترسيب الطبقي لكربيد السيليكون 4H.ها إس، ميسكوفسكي بي، سكوفرونسكي إم، وروولاند إل بي: تحول الخلع أثناء نمو 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 الانخلاع 4H في عملية الترسيب الطبقي لكربيد السيليكون.J. Crystal. Growth 244, 257–266 (2002).
سكوفرونسكي، م. وها، س. تدهور الأجهزة ثنائية القطب القائمة على كربيد السيليكون السداسي. سكوفرونسكي، م. وها، س. تدهور الأجهزة ثنائية القطب القائمة على كربيد السيليكون السداسي.Skowronski M. و Ha S. 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. سكوفرونسكي م. وها س.Skowronski M. و Ha S. تدهور الأجهزة ثنائية القطب السداسية القائمة على كربيد السيليكون.J. Application. physics 99, 011101 (2006).
أغاروال، أ.، فاطمة، هـ.، هاني، س. وريو، س.-هـ. أغاروال، أ.، فاطمة، هـ.، هاني، س. وريو، س.-هـ.أغاروال أ.، فاطمة ح.، هيني س. وريو س.-ح. أغاروال، أ.، فاطمة، هـ.، هاني، س. وريو، س.-هـ. أغاروال، أ.، فاطمة، هـ.، هاني، س. وريو، س.-هـ.أغاروال أ.، فاطمة ح.، هيني س. وريو س.-ح.آلية تدهور جديدة لترانزستورات MOSFET عالية الجهد المصنوعة من كربيد السيليكون. رسائل الأجهزة الإلكترونية IEEE 28، 587-589 (2007).
كالدول، جي دي، ستالبوش، آر إي، أنكونا، إم جي، غليمبوكي، أو جيه وهوبارت، كي دي حول القوة الدافعة لحركة خطأ التراص الناجم عن إعادة التركيب في 4H-SiC. كالدول، جي دي، ستالبوش، آر إي، أنكونا، إم جي، غليمبوكي، أو جيه وهوبارت، كي دي حول القوة الدافعة لحركة خطأ التراص الناجم عن إعادة التركيب في 4H-SiC.كالدول، جي دي، ستالبوش، آر إي، أنكونا، إم جي، غليمبوكي، أو جي، وهوبارت، كي دي حول القوة الدافعة لحركة خطأ التراص الناجم عن إعادة 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، جي دي، ستالبوش، آر إي، أنكونا، إم جي، جليمبوكي، أو جي، وهوبارت، كي دي، حول القوة الدافعة لحركة خطأ التراص الناجم عن إعادة التركيب في 4H-SiC.J. Application. physics. 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.Iijima, A. and Kimoto, T. Electron-energy model of formation of single defects of Shockley Packing in 4H-SiC crystals. إيجيما، أ. وكيموتو، T. 4H-SiC، مؤلف كتاب شوكلي. إيجيما، أ. وكيموتو، ت. نموذج الطاقة الإلكترونية لتكوين خطأ تكديس شوكلي الفردي في بلورة 4H-SiC.إيجيما، أ. وكيموتو، ت. نموذج طاقة الإلكترون لتكوين تعبئة شوكلي ذات عيب واحد في بلورات 4H-SiC.J. Application. physics 126, 105703 (2019).
Iijima, A. & Kimoto, T. تقدير الحالة الحرجة لتمدد / انكماش أخطاء تكديس شوكلي الفردية في ثنائيات 4H-SiC PiN. Iijima, A. & Kimoto, T. تقدير الحالة الحرجة لتمدد / انكماش أخطاء تكديس شوكلي الفردية في ثنائيات 4H-SiC PiN.Iijima, A. and Kimoto, T. Estimation of the critical state for stretch / pressure of single Shockley Packing defects in 4H-SiC PiN-diodes. إيجيما، أ. وكيموتو، تي. Iijima, A. & Kimoto, T. تقدير ظروف تمدد/انكماش طبقة تكديس شوكلي المفردة في ثنائيات 4H-SiC PiN.Iijima, A. and Kimoto, T. Estimation of the critical conditions for stretch / pressure of single defect Packing Shockley in 4H-SiC PiN-diodes.الفيزياء التطبيقية رايت. 116، 092105 (2020).
Mannen, Y., Shimada, K., Asada, K. & Ohtani, N. نموذج عمل البئر الكمومي لتكوين خطأ تكديس شوكلي واحد في بلورة 4H-SiC في ظل ظروف غير متوازنة. Mannen, Y., Shimada, K., Asada, K. & Ohtani, N. نموذج عمل البئر الكمومي لتكوين خطأ تكديس شوكلي واحد في بلورة 4H-SiC في ظل ظروف غير متوازنة.Mannen Y., Shimada K., Asada K., and Otani N. A quantum well model for the formation of single Shockley stacking fault in a 4H-SiC crystal under nonequivium conditions.مانين واي، شيمادا كيه، أسادا كيه، وأوتاني إن. نموذج تفاعل البئر الكمومي لتكوين عيوب تكديس شوكلي المفردة في بلورات 4H-SiC في ظل ظروف عدم التوازن. مجلة الفيزياء التطبيقية. 125، 085705 (2019).
Galeckas, A., Linnros, J. & Pirouz, P. أخطاء التراص الناتجة عن إعادة التركيب: دليل على آلية عامة في SiC سداسي الأضلاع. Galeckas, A., Linnros, J. & Pirouz, P. أخطاء التراص الناتجة عن إعادة التركيب: دليل على آلية عامة في SiC سداسي الأضلاع.Galeckas, A., Linnros, J. and Pirouz, P. Recombination-duced Packing Defects: vidence for a Common Machines in Hexagonal SiC. Galeckas، A.، Linnros، J. & Pirouz، P. Galeckas, A., Linnros, J. & Pirouz, P. دليل على الآلية العامة لطبقة التراص الحثي المركب: 6方SiC.Galeckas, A., Linnros, J. and Pirouz, P. Recombination-duced Packing Defects: vidence for a Common Machines in Hexagonal SiC.الفيزياء باستور رايت. 96، 025502 (2006).
Ishikawa, Y., Sudo, M., Yao, Y.-Z., Sugawara, Y. & Kato, M. Expansion of single Shockley stacking fault in a 4H-SiC (11 2 ¯0) epitaxial layer caused by electron beam irradiation.إيشيكاوا، واي.، إم. سودو، واي.-Z تشعيع الحزمة.إيشيكاوا، Y.، سودو M.، Y.-Z علم النفس.بوكس، ي، م. سود، Y.-Z Chem.، J. Chem.، 123، 225101 (2018).
كاتو، م.، كاتايهيرا، س.، إيشيكاوا، ي.، هارادا، س. وكيموتو، ت. ملاحظة إعادة تركيب حاملات الشحنة في أخطاء تكديس شوكلي المفردة وعند الانخلاعات الجزئية في 4H-SiC. كاتو، م.، كاتايهيرا، س.، إيشيكاوا، ي.، هارادا، س. وكيموتو، ت. ملاحظة إعادة تركيب حاملات الشحنة في أخطاء تكديس شوكلي المفردة وعند الانخلاعات الجزئية في 4H-SiC.كاتو م.، كاتايهيرا س.، إيتيكاوا ي.، هارادا س. وكيموتو ت. ملاحظة إعادة تركيب حاملات الشحنة في عيوب التعبئة الفردية لشوكلي والخلع الجزئي في 4H-SiC. 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.، كاتايهيرا س.، إيتيكاوا ي.، هارادا س. وكيموتو ت. ملاحظة إعادة تركيب حاملات الشحنة في عيوب التعبئة الفردية لشوكلي والخلع الجزئي في 4H-SiC.J. Application. physics 124, 095702 (2018).
كيموتو، تي. وواتانابي، إتش. هندسة العيوب في تكنولوجيا كربيد السيليكون لأجهزة الطاقة ذات الجهد العالي. كيموتو، تي. وواتانابي، إتش. هندسة العيوب في تكنولوجيا كربيد السيليكون لأجهزة الطاقة ذات الجهد العالي.كيموتو، تي. وواتانابي، إتش. تطور العيوب في تكنولوجيا كربيد السيليكون لأجهزة الطاقة ذات الجهد العالي. كيموتو، تي. واتانابي، ه. كيموتو، تي. وواتانابي، إتش. هندسة العيوب في تكنولوجيا كربيد السيليكون لأجهزة الطاقة ذات الجهد العالي.كيموتو، تي. وواتانابي، إتش. تطور العيوب في تكنولوجيا كربيد السيليكون لأجهزة الطاقة ذات الجهد العالي.تطبيق الفيزياء السريع 13، 120101 (2020).
Zhang, Z. & Sudarshan, TS Basal plane dislocation-free epitaxy of silicon carped. Zhang, Z. & Sudarshan, TS Basal plane dislocation-free epitaxy of silicon carped.Zhang Z. and Sudarshan TS Dislocation free epitaxy of silicon carbide in the basal level. Zhang، Z. & Sudarshan، TS 碳化硅基面无位错外延. تشانغ، زد. وسودارشان، تي إسZhang Z. and Sudarshan TS Dislocation-free epitaxy of silicon carbide basal levels.بيان. الفيزياء. رايت. 87، 151913 (2005).
Zhang, Z., Moulton, E. & Sudarshan, TS آلية إزالة الانخلاعات في المستوى القاعدي في أغشية SiC الرقيقة عن طريق الترسيب على ركيزة محفورة. Zhang, Z., Moulton, E. & Sudarshan, TS آلية إزالة الانخلاعات في المستوى القاعدي في أغشية SiC الرقيقة عن طريق الترسيب على ركيزة محفورة.Zhang Z., Moulton E. and Sudarshan TS آلية إزالة الانخلاعات في المستوى الأساسي في الأغشية الرقيقة من كربيد السيليكون عن طريق الترسيب 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 طبقة SiC الرقيقة عن طريق حفر الركيزة.Zhang Z., Moulton E. and Sudarshan TS آلية إزالة الانخلاعات في المستوى الأساسي في الأغشية الرقيقة من كربيد السيليكون عن طريق الترسيب على الركائز المحفورة.الفيزياء التطبيقية رايت. 89، 081910 (2006).
شتالبوش وآخرون. يؤدي انقطاع النمو إلى انخفاض في الانخلاعات في المستوى القاعدي أثناء الترسيب الطبقي لـ 4H-SiC. بيان. فيزياء. رايت. 94، 041916 (2009).
Zhang, X. & Tsuchida, H. تحويل الانخلاعات في المستوى القاعدي إلى انخلاعات حافة الخيط في طبقات 4H-SiC الرقيقة عن طريق التلدين بدرجة حرارة عالية. Zhang, X. & Tsuchida, H. تحويل الانخلاعات في المستوى القاعدي إلى انخلاعات حافة الخيط في طبقات 4H-SiC الرقيقة عن طريق التلدين بدرجة حرارة عالية.Zhang, X. and Tsuchida, H. Transformation of basal plane dislocations into threading edge dislocations in 4H-SiC epitaxial layers by high temperature thaneling. تشانغ، إكس وتسوتشيدا، إتش. تشانغ، X. وتسوتشيدا، H. 通过高温退火将4H-SiCZhang, X. and Tsuchida, H. Transformation of base plane dislocations into filament edge dislocations in 4H-SiC epitaxial layers by high temperature thaneling.J. Application. physics. 111, 123512 (2012).
سونغ، هـ. وسودارشان، تي إس تحويل الخلع في المستوى القاعدي بالقرب من واجهة الطبقة الرقيقة/الركيزة في النمو المتناحي لـ 4H-SiC بزاوية 4 درجات خارج المحور. سونغ، هـ. وسودارشان، تي إس تحويل الخلع في المستوى القاعدي بالقرب من واجهة الطبقة الرقيقة/الركيزة في النمو المتناحي لـ 4H-SiC بزاوية 4 درجات خارج المحور.سونغ، هـ. وسودارشان، تي إس. تحول الانخلاعات في المستوى القاعدي بالقرب من واجهة الطبقة فوق المحورية / الركيزة أثناء النمو فوق المحوري 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، ت.س.انتقال الخلع المستوي للركيزة بالقرب من حدود الطبقة فوقية / الركيزة أثناء النمو فوقي لـ 4H-SiC خارج المحور 4°.J. Crystal. Growth 371, 94–101 (2013).
كونيشي، ك. وآخرون. عند التيار العالي، يتحول انتشار خطأ تكديس الخلع في المستوى القاعدي في طبقات 4H-SiC فوقية إلى خلع حافة خيطية. مجلة الفيزياء التطبيقية 114، 014504 (2013).
كونيشي، ك. وآخرون. تصميم طبقات فوقية لترانزستورات MOSFET ثنائية القطب غير قابلة للتدهور من كربيد السيليكون عن طريق الكشف عن مواقع بدء عيوب التراص الممتدة في التحليل الطبوغرافي بالأشعة السينية التشغيلي. AIP Advanced 12، 035310 (2022).
لين، إس. وآخرون. تأثير بنية الخلع في المستوى القاعدي على انتشار خطأ تكديس من نوع شوكلي أثناء اضمحلال التيار الأمامي لثنائيات 4H-SiC pin. المجلة اليابانية للفيزياء التطبيقية. 57، 04FR07 (2018).
تاهارا، ت.، وآخرون. يُستخدم قصر عمر حاملات الشحنة الأقلية في طبقات 4H-SiC الغنية بالنيتروجين لكبح عيوب التراص في ثنائيات PiN. مجلة الفيزياء التطبيقية. 120، 115101 (2016).
تاهارا، ت. وآخرون. اعتماد تركيز حاملات الشحنة المحقونة على انتشار خطأ تكديس شوكلي الفردي في ثنائيات 4H-SiC PiN. مجلة الفيزياء التطبيقية 123، 025707 (2018).
ماي، إس.، تاوارا، تي.، تسوتشيدا، إتش. وكاتو، إم. نظام FCA المجهري لقياس عمر الناقل المعتمد على العمق في SiC. ماي، إس.، تاوارا، تي.، تسوتشيدا، إتش. وكاتو، إم. نظام FCA المجهري لقياس عمر الناقل المعتمد على العمق في SiC.Mei, S., Tawara, T., Tsuchida, H. and Kato, M. FCA Microscopic System for depth-solved Carrier Lifetime Measurements in Silicon Carbide. 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.Mei S., Tawara T., Tsuchida H. and Kato M. Micro-FCA system for depth-solved carrier lifetime measurements in silicon carped.alma mater science Forum 924, 269–272 (2018).
قام هيراياما وآخرون بقياس توزيع أعمار حاملات الشحنة في طبقات 4H-SiC الرقيقة بطريقة غير مدمرة باستخدام الدقة الزمنية لامتصاص حاملات الشحنة الحرة والضوء المتقاطع. (انظر: مجلة العلوم، المجلد 91، العدد 123902، 2020).
تاريخ النشر: 6 نوفمبر 2022
