از بازدید شما از Nature.com متشکریم. نسخه مرورگری که استفاده میکنید پشتیبانی محدودی از CSS دارد. برای بهترین تجربه، توصیه میکنیم از یک مرورگر بهروز استفاده کنید (یا حالت سازگاری را در Internet Explorer غیرفعال کنید). در عین حال، برای اطمینان از ادامه پشتیبانی، سایت را بدون استایلها و جاوا اسکریپت رندر خواهیم کرد.
4H-SiC به عنوان مادهای برای قطعات نیمههادی قدرت تجاریسازی شده است. با این حال، قابلیت اطمینان بلندمدت قطعات 4H-SiC مانعی برای کاربرد گسترده آنها است و مهمترین مشکل قابلیت اطمینان قطعات 4H-SiC تخریب دوقطبی است. این تخریب ناشی از انتشار یک خطای انباشت شاکلی (1SSF) دررفتگیهای صفحه پایه در کریستالهای 4H-SiC است. در اینجا، ما روشی را برای سرکوب انبساط 1SSF با کاشت پروتونها روی ویفرهای اپیتاکسیال 4H-SiC پیشنهاد میکنیم. دیودهای PiN ساخته شده روی ویفرها با کاشت پروتون، همان ویژگیهای جریان-ولتاژ دیودهای بدون کاشت پروتون را نشان دادند. در مقابل، انبساط 1SSF به طور موثری در دیود PiN کاشته شده با پروتون سرکوب میشود. بنابراین، کاشت پروتونها در ویفرهای اپیتاکسیال 4H-SiC روشی مؤثر برای سرکوب تخریب دوقطبی قطعات نیمههادی قدرت 4H-SiC در عین حفظ عملکرد دستگاه است. این نتیجه به توسعهی قطعات 4H-SiC با قابلیت اطمینان بالا کمک میکند.
کاربید سیلیکون (SiC) به طور گسترده به عنوان یک ماده نیمههادی برای دستگاههای نیمههادی با توان بالا و فرکانس بالا که میتوانند در محیطهای سخت کار کنند، شناخته شده است. پلیتایپهای SiC زیادی وجود دارد که در میان آنها 4H-SiC دارای خواص فیزیکی عالی برای دستگاه نیمههادی مانند تحرک الکترون بالا و میدان الکتریکی شکست قوی است. ویفرهای 4H-SiC با قطر 6 اینچ در حال حاضر تجاری شده و برای تولید انبوه دستگاههای نیمههادی قدرت استفاده میشوند. سیستمهای کشش برای وسایل نقلیه الکتریکی و قطارها با استفاده از دستگاههای نیمههادی قدرت 4H-SiC ساخته شدهاند. با این حال، دستگاههای 4H-SiC هنوز از مشکلات قابلیت اطمینان طولانی مدت مانند شکست دیالکتریک یا قابلیت اطمینان اتصال کوتاه رنج میبرند. 6،7 که یکی از مهمترین مشکلات قابلیت اطمینان، تخریب دوقطبی است. 2،8،9،10،11. این تخریب دوقطبی بیش از 20 سال پیش کشف شد و مدتهاست که در ساخت دستگاههای SiC مشکلی ایجاد کرده است.
تخریب دوقطبی ناشی از یک نقص پشته شاکلی (1SSF) در کریستالهای 4H-SiC با نابجاییهای صفحه پایه (BPDs) است که توسط لغزش نابجایی افزایش یافته با نوترکیبی (REDG)12،13،14،15،16،17،18،19 منتشر میشوند. بنابراین، اگر انبساط BPD به 1SSF سرکوب شود، میتوان دستگاههای قدرت 4H-SiC را بدون تخریب دوقطبی ساخت. روشهای متعددی برای سرکوب انتشار BPD گزارش شده است، مانند تبدیل BPD به نابجایی لبه رزوه (TED) 20،21،22،23،24. در جدیدترین ویفرهای اپیتاکسیال SiC، BPD عمدتاً در زیرلایه وجود دارد و نه در لایه اپیتاکسیال به دلیل تبدیل BPD به TED در مرحله اولیه رشد اپیتاکسیال. بنابراین، مشکل باقی مانده تخریب دوقطبی، توزیع BPD در زیرلایه است 25،26،27. قرار دادن یک «لایه تقویتکننده کامپوزیت» بین لایه رانش و زیرلایه به عنوان یک روش مؤثر برای جلوگیری از گسترش BPD در زیرلایه پیشنهاد شده است28، 29، 30، 31. این لایه احتمال نوترکیبی جفت الکترون-حفره را در لایه اپیتاکسیال و زیرلایه SiC افزایش میدهد. کاهش تعداد جفتهای الکترون-حفره، نیروی محرکه REDG به BPD در زیرلایه را کاهش میدهد، بنابراین لایه تقویتکننده کامپوزیت میتواند تخریب دوقطبی را سرکوب کند. لازم به ذکر است که قرار دادن یک لایه مستلزم هزینههای اضافی در تولید ویفرها است و بدون قرار دادن یک لایه، کاهش تعداد جفتهای الکترون-حفره تنها با کنترل طول عمر حامل دشوار است. بنابراین، هنوز نیاز شدیدی به توسعه سایر روشهای سرکوب برای دستیابی به تعادل بهتر بین هزینه تولید دستگاه و بازده وجود دارد.
از آنجا که امتداد BPD به 1SSF نیازمند حرکت نابجاییهای جزئی (PDs) است، پین کردن PD یک رویکرد امیدوارکننده برای مهار تخریب دوقطبی است. اگرچه پین کردن PD توسط ناخالصیهای فلزی گزارش شده است، FPDها در زیرلایههای 4H-SiC در فاصله بیش از 5 میکرومتر از سطح لایه اپیتاکسیال قرار دارند. علاوه بر این، از آنجایی که ضریب نفوذ هر فلزی در SiC بسیار کوچک است، نفوذ ناخالصیهای فلزی به داخل زیرلایه دشوار است34. به دلیل جرم اتمی نسبتاً زیاد فلزات، کاشت یون فلزات نیز دشوار است. در مقابل، در مورد هیدروژن، سبکترین عنصر، یونها (پروتونها) را میتوان با استفاده از یک شتابدهنده کلاس MeV در 4H-SiC تا عمق بیش از 10 میکرومتر کاشت. بنابراین، اگر کاشت پروتون بر پین کردن PD تأثیر بگذارد، میتوان از آن برای سرکوب انتشار BPD در زیرلایه استفاده کرد. با این حال، کاشت پروتون میتواند به 4H-SiC آسیب برساند و منجر به کاهش عملکرد دستگاه شود37،38،39،40.
برای غلبه بر تخریب دستگاه ناشی از کاشت پروتون، از عملیات حرارتی در دمای بالا برای ترمیم آسیب استفاده میشود، مشابه روش حرارتی که معمولاً پس از کاشت یون پذیرنده در پردازش دستگاه استفاده میشود1، 40، 41، 42. اگرچه طیفسنجی جرمی یون ثانویه (SIMS)43 انتشار هیدروژن را به دلیل عملیات حرارتی در دمای بالا گزارش کرده است، اما این امکان وجود دارد که فقط چگالی اتمهای هیدروژن در نزدیکی FD برای تشخیص پین شدن PR با استفاده از SIMS کافی نباشد. بنابراین، در این مطالعه، ما پروتونها را قبل از فرآیند ساخت دستگاه، از جمله عملیات حرارتی در دمای بالا، در ویفرهای اپیتاکسیال 4H-SiC کاشتیم. ما از دیودهای PiN به عنوان ساختارهای دستگاه آزمایشی استفاده کردیم و آنها را روی ویفرهای اپیتاکسیال 4H-SiC کاشته شده با پروتون ساختیم. سپس ویژگیهای ولت-آمپر را برای مطالعه تخریب عملکرد دستگاه ناشی از تزریق پروتون مشاهده کردیم. متعاقباً، پس از اعمال ولتاژ الکتریکی به دیود PiN، انبساط 1SSF را در تصاویر الکترولومینسانس (EL) مشاهده کردیم. در نهایت، ما اثر تزریق پروتون بر سرکوب انبساط 1SSF را تأیید کردیم.
در شکل 1، ویژگیهای جریان-ولتاژ (CVC) دیودهای PiN در دمای اتاق در مناطقی با و بدون کاشت پروتون قبل از جریان پالسی نشان داده شده است. دیودهای PiN با تزریق پروتون، ویژگیهای یکسوسازی مشابه دیودهای بدون تزریق پروتون نشان میدهند، اگرچه ویژگیهای IV بین دیودها مشترک است. برای نشان دادن تفاوت بین شرایط تزریق، فرکانس ولتاژ را در چگالی جریان مستقیم 2.5 A/cm2 (مطابق با 100 میلیآمپر) به عنوان یک نمودار آماری همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، رسم کردیم. منحنی تقریبی با توزیع نرمال نیز با یک خط نقطهچین نشان داده شده است. همانطور که از قلههای منحنیها مشاهده میشود، مقاومت در حالت روشن در دوزهای پروتون 1014 و 1016 cm-2 کمی افزایش مییابد، در حالی که دیود PiN با دوز پروتون 1012 cm-2 تقریباً همان ویژگیهای بدون کاشت پروتون را نشان میدهد. ما همچنین پس از ساخت دیودهای PiN که به دلیل آسیب ناشی از کاشت پروتون، الکترولومینسانس یکنواختی از خود نشان ندادند، همانطور که در شکل S1 نشان داده شده است، همانطور که در مطالعات قبلی 37،38،39 توضیح داده شده است، کاشت پروتون انجام دادیم. بنابراین، آنیل کردن در دمای 1600 درجه سانتیگراد پس از کاشت یونهای آلومینیوم یک فرآیند ضروری برای ساخت دستگاههایی برای فعال کردن پذیرنده آلومینیوم است که میتواند آسیب ناشی از کاشت پروتون را ترمیم کند، که باعث میشود CVC ها بین دیودهای PiN پروتون کاشته شده و کاشته نشده یکسان باشند. فرکانس جریان معکوس در -5 ولت نیز در شکل S2 ارائه شده است، تفاوت قابل توجهی بین دیودها با و بدون تزریق پروتون وجود ندارد.
مشخصههای ولت-آمپر دیودهای PiN با و بدون پروتونهای تزریقشده در دمای اتاق. توضیحات، دوز پروتونها را نشان میدهد.
فرکانس ولتاژ در جریان مستقیم ۲.۵ آمپر بر سانتیمتر مربع برای دیودهای PiN با پروتونهای تزریقشده و نشده. خط چین مربوط به توزیع نرمال است.
شکل 3 تصویر EL از یک دیود PiN با چگالی جریان 25 آمپر بر سانتیمتر مربع پس از اعمال ولتاژ را نشان میدهد. قبل از اعمال بار جریان پالسی، نواحی تاریک دیود مشاهده نشد، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است. C2. با این حال، همانطور که در شکل 3a نشان داده شده است، در یک دیود PiN بدون کاشت پروتون، چندین ناحیه راه راه تیره با لبههای روشن پس از اعمال ولتاژ الکتریکی مشاهده شد. چنین نواحی تیره میلهای شکل در تصاویر EL برای 1SSF که از BPD در زیرلایه امتداد یافتهاند، مشاهده میشوند28،29. در عوض، برخی از خطاهای انباشتگی گسترده در دیودهای PiN با پروتونهای کاشته شده مشاهده شد، همانطور که در شکل 3b-d نشان داده شده است. با استفاده از توپوگرافی اشعه ایکس، وجود PRهایی را که میتوانند از BPD به زیرلایه در حاشیه کنتاکتها در دیود PiN بدون تزریق پروتون حرکت کنند، تأیید کردیم (شکل 4: این تصویر بدون برداشتن الکترود بالایی (عکسبرداری شده، PR زیر الکترودها قابل مشاهده نیست). بنابراین، ناحیه تاریک در تصویر EL مربوط به یک BPD 1SSF گسترده در زیرلایه است. تصاویر EL از سایر دیودهای PiN بارگذاری شده در شکلهای 1 و 2 نشان داده شده است. ویدیوهای S3-S6 با و بدون نواحی تاریک گسترده (تصاویر EL متغیر با زمان از دیودهای PiN بدون تزریق پروتون و کاشته شده در 1014 cm-2) نیز در اطلاعات تکمیلی نشان داده شدهاند.
تصاویر EL از دیودهای PiN در جریان 25 آمپر بر سانتیمتر مربع پس از 2 ساعت اعمال تنش الکتریکی (الف) بدون کاشت پروتون و با دوزهای کاشته شده (ب) 1012 سانتیمتر مربع، (ج) 1014 سانتیمتر مربع و (د) 1016 سانتیمتر مربع پروتون.
ما چگالی 1SSF منبسط شده را با محاسبه نواحی تاریک با لبههای روشن در سه دیود PiN برای هر حالت، همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است، محاسبه کردیم. چگالی 1SSF منبسط شده با افزایش دوز پروتون کاهش مییابد و حتی در دوز 1012 cm-2، چگالی 1SSF منبسط شده به طور قابل توجهی کمتر از یک دیود PiN کاشته نشده است.
افزایش چگالی دیودهای SF PiN با و بدون کاشت پروتون پس از بارگذاری با جریان پالسی (هر حالت شامل سه دیود بارگذاری شده بود).
کوتاه شدن طول عمر حامل نیز بر سرکوب انبساط تأثیر میگذارد و تزریق پروتون طول عمر حامل را کاهش میدهد32،36. ما طول عمر حامل را در یک لایه اپیتاکسیال با ضخامت 60 میکرومتر با پروتونهای تزریق شده 1014 سانتیمتر مربع مشاهده کردهایم. از طول عمر اولیه حامل، اگرچه کاشت مقدار را به حدود 10٪ کاهش میدهد، اما آنیل بعدی آن را به حدود 50٪ بازمیگرداند، همانطور که در شکل S7 نشان داده شده است. بنابراین، طول عمر حامل که به دلیل کاشت پروتون کاهش یافته است، با آنیل در دمای بالا بازیابی میشود. اگرچه کاهش 50٪ در طول عمر حامل نیز انتشار خطاهای انباشت را سرکوب میکند، اما ویژگیهای I-V که معمولاً به طول عمر حامل وابسته هستند، تنها تفاوتهای جزئی بین دیودهای تزریق شده و کاشته نشده نشان میدهند. بنابراین، ما معتقدیم که لنگر PD در مهار انبساط 1SSF نقش دارد.
اگرچه SIMS پس از عملیات حرارتی در دمای 1600 درجه سانتیگراد، هیدروژن را تشخیص نداد، همانطور که در مطالعات قبلی گزارش شده است، ما تأثیر کاشت پروتون را بر سرکوب انبساط 1SSF مشاهده کردیم، همانطور که در شکلهای 1 و 4 نشان داده شده است. 3، 4. بنابراین، ما معتقدیم که PD توسط اتمهای هیدروژن با چگالی کمتر از حد تشخیص SIMS (2 × 1016 cm-3) یا نقصهای نقطهای ناشی از کاشت، مهار شده است. لازم به ذکر است که ما افزایش مقاومت حالت روشن به دلیل کشیدگی 1SSF پس از بار جریان ناگهانی را تأیید نکردهایم. این ممکن است به دلیل تماسهای اهمی ناقص ایجاد شده با استفاده از فرآیند ما باشد که در آینده نزدیک برطرف خواهد شد.
در نتیجه، ما یک روش خاموشسازی برای گسترش BPD به 1SSF در دیودهای 4H-SiC PiN با استفاده از کاشت پروتون قبل از ساخت دستگاه توسعه دادیم. تخریب مشخصه I-V در طول کاشت پروتون ناچیز است، به خصوص در دوز پروتون 1012 cm-2، اما اثر سرکوب انبساط 1SSF قابل توجه است. اگرچه در این مطالعه دیودهای PiN با ضخامت 10 میکرومتر با کاشت پروتون تا عمق 10 میکرومتر ساختیم، اما هنوز هم میتوان شرایط کاشت را بیشتر بهینه کرد و آنها را برای ساخت انواع دیگر دستگاههای 4H-SiC به کار برد. هزینههای اضافی برای ساخت دستگاه در طول کاشت پروتون باید در نظر گرفته شود، اما این هزینهها مشابه هزینههای کاشت یون آلومینیوم خواهد بود که فرآیند اصلی ساخت برای دستگاههای قدرت 4H-SiC است. بنابراین، کاشت پروتون قبل از پردازش دستگاه، یک روش بالقوه برای ساخت دستگاههای قدرت دو قطبی 4H-SiC بدون تخریب است.
یک ویفر 4H-SiC نوع n به طول 4 اینچ با ضخامت لایه اپیتاکسیال 10 میکرومتر و غلظت آلایش دهنده 1 × 1016 cm-3 به عنوان نمونه استفاده شد. قبل از پردازش دستگاه، یونهای H+ با انرژی شتاب 0.95 MeV در دمای اتاق تا عمق حدود 10 میکرومتر با زاویه عمود بر سطح صفحه در صفحه کاشته شدند. در طول کاشت پروتون، از یک ماسک روی صفحه استفاده شد و صفحه دارای بخشهایی بدون و با دوز پروتون 1012، 1014 یا 1016 cm-2 بود. سپس، یونهای Al با دوزهای پروتون 1020 و 1017 cm-3 روی کل ویفر تا عمق 0-0.2 میکرومتر و 0.2-0.5 میکرومتر از سطح کاشته شدند و پس از آن در دمای 1600 درجه سانتیگراد برای تشکیل یک کلاهک کربنی برای تشکیل لایه ap، آنیل شدند. نوع-. متعاقباً، یک اتصال نیکل در سمت پشتی روی زیرلایه رسوب داده شد، در حالی که یک اتصال تیتانیوم/آلومینیوم شانهای شکل به ابعاد 2.0 میلیمتر × 2.0 میلیمتر در سمت جلویی با استفاده از فوتولیتوگرافی تشکیل شد و یک فرآیند لایهبرداری روی سمت لایه اپیتاکسیال رسوب داده شد. در نهایت، عملیات حرارتی تماسی در دمای 700 درجه سانتیگراد انجام شد. پس از برش ویفر به تراشهها، مشخصهیابی تنش و اعمال آن را انجام دادیم.
ویژگیهای I-V دیودهای PiN ساخته شده با استفاده از یک آنالیزور پارامتر نیمههادی HP4155B مشاهده شد. به عنوان یک تنش الکتریکی، یک جریان پالسی 10 میلیثانیهای 212.5 آمپر بر سانتیمتر مربع به مدت 2 ساعت با فرکانس 10 پالس بر ثانیه اعمال شد. هنگامی که چگالی جریان یا فرکانس پایینتری را انتخاب کردیم، انبساط 1SSF را حتی در یک دیود PiN بدون تزریق پروتون مشاهده نکردیم. در طول ولتاژ الکتریکی اعمال شده، دمای دیود PiN بدون گرمایش عمدی حدود 70 درجه سانتیگراد است، همانطور که در شکل S8 نشان داده شده است. تصاویر الکترولومینسانس قبل و بعد از تنش الکتریکی در چگالی جریان 25 آمپر بر سانتیمتر مربع به دست آمدند. توپوگرافی پرتو ایکس با استفاده از یک پرتو پرتو ایکس تک رنگ (λ = 0.15 نانومتر) در مرکز تابش سینکروترون آیچی، بردار ag در BL8S2 برابر با -1-128 یا 11-28 است (برای جزئیات بیشتر به مرجع 44 مراجعه کنید).
فرکانس ولتاژ در چگالی جریان مستقیم 2.5 آمپر بر سانتیمتر مربع با فاصله 0.5 ولت در شکل 2 مطابق با CVC هر حالت دیود PiN استخراج شده است. از مقدار میانگین Vave تنش و انحراف معیار σ تنش، یک منحنی توزیع نرمال را به شکل خط چین در شکل 2 با استفاده از معادله زیر رسم میکنیم:
ورنر، ام آر و فارنر، دبلیو آر، مروری بر مواد، میکروسنسورها، سیستمها و دستگاههایی برای کاربردهای دمای بالا و محیطهای خشن. ورنر، ام آر و فارنر، دبلیو آر، مروری بر مواد، میکروسنسورها، سیستمها و دستگاههایی برای کاربردهای دمای بالا و محیطهای خشن.ورنر، ام آر و فارنر، دبلیو آر. مروری بر مواد، میکروسنسورها، سیستمها و دستگاهها برای کاربرد در محیطهای با دمای بالا و خشن. ورنر، ام آر و فاهرنر، دبلیو آر ورنر، ام آر و فارنر، دبلیو آر، مروری بر مواد، میکروسنسورها، سیستمها و دستگاههایی برای کاربردهای دمای بالا و محیطهای نامساعد.ورنر، ام آر و فارنر، دبلیو آر. مروری بر مواد، میکروسنسورها، سیستمها و دستگاهها برای کاربرد در دماهای بالا و شرایط سخت.IEEE Trans. الکترونیک صنعتی. 48، 249–257 (2001).
کیموتو، تی. و کوپر، جی. ای. اصول فناوری کاربید سیلیکون، اصول فناوری کاربید سیلیکون: رشد، توصیف، دستگاهها و کاربردها، جلد. کیموتو، تی. و کوپر، جی. ای. اصول فناوری کاربید سیلیکون، اصول فناوری کاربید سیلیکون: رشد، توصیف، دستگاهها و کاربردها، جلد.کیموتو، تی. و کوپر، جی. ای. مبانی فناوری کاربید سیلیکون، مبانی فناوری کاربید سیلیکون: رشد، ویژگیها، دستگاهها و کاربردها، جلد. کیموتو، تی و کوپر، JA 碳化硅技术基础碳化硅技术基础：增长、表征、设备和应用卷。 کیموتو، تی. و کوپر، جی. ای. پایگاه فناوری سیلیکون کربن پایگاه فناوری سیلیکون کربن: رشد، شرح، تجهیزات و حجم کاربرد.کیموتو، تی. و کوپر، جی. مبانی فناوری کاربید سیلیکون، مبانی فناوری کاربید سیلیکون: رشد، ویژگیها، تجهیزات و کاربردها، جلد.۲۵۲ (شرکت سهامی خاص وایلی سنگاپور، ۲۰۱۴).
ولیادیس، وی. تجاریسازی در مقیاس بزرگ SiC: وضعیت موجود و موانعی که باید بر آنها غلبه کرد. دانشگاه آلما ماتر. علم. انجمن 1062، 125–130 (2022).
بروتون، جی.، اسمت، وی.، تومالا، آر. آر. و جوشی، وای. کی. بررسی فناوریهای بستهبندی حرارتی برای الکترونیک قدرت خودرو برای اهداف کششی. بروتون، جی.، اسمت، وی.، تومالا، آر. آر. و جوشی، وای. کی. بررسی فناوریهای بستهبندی حرارتی برای الکترونیک قدرت خودرو برای اهداف کششی.بروتون، جی.، اسمت، وی.، تومالا، آر. آر. و جوشی، وای. کی. مروری بر فناوریهای بستهبندی حرارتی برای الکترونیک قدرت خودرو به منظور کشش. بروتون، جی.، اسمت، وی، توممالا، آر آر و جوشی، وای کی 用于牵引目的的汽车电力电子热封装技术的回顾。 Broughton، J.، Smet، V.، Tummala، RR & Joshi، YKبروتون، جی.، اسمت، وی.، تومالا، آر. آر. و جوشی، وای. کی. مروری بر فناوری بستهبندی حرارتی برای الکترونیک قدرت خودرو به منظور کشش.مجله الکترون. بسته. ترانس. ASME 140، 1-11 (2018).
ساتو، ک.، کاتو، ه. و فوکوشیما، ت. توسعه سیستم کشش کاربردی SiC برای قطارهای پرسرعت شینکانسن نسل بعدی. ساتو، ک.، کاتو، ه. و فوکوشیما، ت. توسعه سیستم کشش کاربردی SiC برای قطارهای پرسرعت شینکانسن نسل بعدی.ساتو ک.، کاتو ه. و فوکوشیما ت. توسعه یک سیستم کششی SiC کاربردی برای قطارهای پرسرعت شینکانسن نسل بعدی.ساتو ک.، کاتو ه. و فوکوشیما ت. توسعه سیستم کشش برای کاربردهای SiC برای قطارهای شینکانسن پرسرعت نسل بعدی. پیوست IEEJ J. Ind. 9، 453–459 (2020).
سنزاکی، جی.، هایاشی، اس.، یونزاوا، وای. و اوکومورا، اچ. چالشهای تحقق دستگاههای قدرت SiC با قابلیت اطمینان بالا: از وضعیت فعلی و مسائل مربوط به ویفرهای SiC. سنزاکی، جی.، هایاشی، اس.، یونزاوا، وای. و اوکومورا، اچ. چالشهای تحقق دستگاههای قدرت SiC با قابلیت اطمینان بالا: از وضعیت فعلی و مسائل مربوط به ویفرهای SiC.سنزاکی، جی.، هایاشی، اس.، یونزاوا، وای. و اوکومورا، اچ. مشکلات پیادهسازی دستگاههای قدرت SiC با قابلیت اطمینان بالا: با شروع از وضعیت فعلی و مشکل SiC ویفر. Senzaki، J.، Hayashi، S.، Yonezawa، Y. & Okumura، H. Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. چالش دستیابی به قابلیت اطمینان بالا در دستگاه های قدرت SiC: از SiC 晶圆的电视和问题设计。سنزاکی جی، هایاشی اس، یونزاوا وای. و اوکومورا اچ. چالشها در توسعه دستگاههای قدرت با قابلیت اطمینان بالا مبتنی بر کاربید سیلیکون: مروری بر وضعیت و مشکلات مرتبط با ویفرهای کاربید سیلیکون.در سمپوزیوم بینالمللی IEEE در مورد فیزیک قابلیت اطمینان (IRPS) سال ۲۰۱۸. (ویراستاران Senzaki, J. et al.) 3B.3-1-3B.3-6 (IEEE, 2018).
کیم، دی. و سونگ، دبلیو. بهبود استحکام اتصال کوتاه برای MOSFET 4H-SiC با ولتاژ 1.2 کیلوولت با استفاده از یک چاه P عمیق که با کاشت کانالینگ پیادهسازی شده است. کیم، دی. و سونگ، دبلیو. بهبود استحکام اتصال کوتاه برای MOSFET 4H-SiC با ولتاژ 1.2 کیلوولت با استفاده از یک چاه P عمیق که با کاشت کانالینگ پیادهسازی شده است.کیم، دی. و سونگ، وی. بهبود ایمنی اتصال کوتاه برای یک MOSFET 4H-SiC با ولتاژ 1.2 کیلوولت با استفاده از یک چاه P عمیق که با کاشت کانال پیادهسازی شده است. Kim, D. & Sung, W. 使用通过沟道注入实现的深P 阱提高了1.2kV 4H-SiC MOSFET Kim, D. & Sung, W. P 阱提高了1.2kV 4H-SiC MOSFETکیم، دی. و سونگ، وی. بهبود تحمل اتصال کوتاه ماسفتهای 4H-SiC با ولتاژ 1.2 کیلوولت با استفاده از چاههای P عمیق از طریق کاشت کانال.نامه دستگاههای الکترونیکی IEEE. 42، 1822–1825 (2021).
اسکورونسکی ام. و همکاران. حرکت بهبود یافته با بازترکیب نقصها در دیودهای pn 4H-SiC با بایاس مستقیم. مجله فیزیک کاربردی. 92، 4699–4704 (2002).
ها، س.، میشکوفسکی، پ.، اسکورونسکی، م. و رولند، ل.ب. تبدیل نابجایی در اپیتاکسی کاربید سیلیکون 4H. ها، س.، میشکوفسکی، پ.، اسکورونسکی، م. و رولند، ل.ب. تبدیل نابجایی در اپیتاکسی کاربید سیلیکون 4H.ها س.، مسکوفسکی پ.، اسکورونسکی م. و رولند ل.ب. دگرگونی نابجایی در طول اپیتاکسی کاربید سیلیکون 4H. Ha, S., Mieszkowski, P., Skowronski, M. & Rowland, LB 4H 碳化硅外延中的位错转换。 Ha, S., Mieszkowski, P., Skowronski, M. & Rowland, LB 4H Ha، S.، Meszkowski، P.، Skowronski، M. & Rowland، LBگذار نابجایی 4H در اپیتاکسی کاربید سیلیکون.جی. کریستال. رشد 244، 257–266 (2002).
اسکورونسکی، م. و ها، س. تخریب دستگاههای دوقطبی مبتنی بر کاربید سیلیکون شش ضلعی. اسکورونسکی، م. و ها، س. تخریب دستگاههای دوقطبی مبتنی بر کاربید سیلیکون شش ضلعی.Skowronski M. و Ha S. تخریب دستگاههای دوقطبی شش ضلعی بر پایه کاربید سیلیکون. Skowronski، M. & Ha، S. 六方碳化硅基双极器件的降解. اسکورونسکی ام. و ها اس.Skowronski M. و Ha S. تخریب دستگاههای دوقطبی شش ضلعی بر پایه کاربید سیلیکون.مجله فیزیک کاربردی، شماره ۹۹، شماره ۰۱۱۱۰۱ (۲۰۰۶).
آگاروال، آ.، فاطیما، اچ.، هانی، اس. و ریو، اس.-اچ. آگاروال، آ.، فاطیما، اچ.، هانی، اس. و ریو، اس.-اچ.آگاروال آ.، فاطیما اچ.، هینی اس. و ریو اس.-اچ. آگاروال، آ.، فاطیما، اچ.، هانی، اس. و ریو، اس.-اچ. آگاروال، آ.، فاطیما، اچ.، هانی، اس. و ریو، اس.-اچ.آگاروال آ.، فاطیما اچ.، هینی اس. و ریو اس.-اچ.یک مکانیسم تخریب جدید برای MOSFET های قدرت SiC با ولتاژ بالا. IEEE Electronic Devices Lett. 28, 587–589 (2007).
کالدول، جی. دی.، استالبوش، آر. ای.، آنکونا، ام. جی.، گلمبوکی، او. جی. و هوبارت، کی. دی. در مورد نیروی محرکه برای حرکت گسل انباشته ناشی از نوترکیبی در 4H-SiC. کالدول، جی. دی.، استالبوش، آر. ای.، آنکونا، ام. جی.، گلمبوکی، او. جی. و هوبارت، کی. دی. در مورد نیروی محرکه برای حرکت گسل انباشته ناشی از نوترکیبی در 4H-SiC.کالدول، جی. دی.، استالبوش، آر. ای.، آنکونا، ام. جی.، گلمبوکی، او. جی.، و هوبارت، کی. دی. در مورد نیروی محرکه حرکت گسل انباشته ناشی از نوترکیبی در 4H-SiC. Caldwell، JD، Stahlbush، RE، Ancona، MG، Glembocki، OJ & Hobart، KD 关于4H-SiC 中复合引起的层错运动的驱动力。 Caldwell، JD، Stahlbush، RE، Ancona، MG، Glembocki، OJ & Hobart، KDکالدول، جی. دی.، استالبوش، آر. ای.، آنکونا، ام. جی.، گلمبوکی، او. جی.، و هوبارت، کی. دی.، در مورد نیروی محرکه حرکت گسل انباشته ناشی از نوترکیبی در 4H-SiC.مجله فیزیک کاربردی. 108، 044503 (2010).
ایجیما، آ. و کیموتو، ت. مدل انرژی الکترونیکی برای تشکیل خطای انباشتگی تک شاکلی در بلورهای 4H-SiC. ایجیما، آ. و کیموتو، ت. مدل انرژی الکترونیکی برای تشکیل خطای انباشتگی تک شاکلی در بلورهای 4H-SiC.ایجیما، آ. و کیموتو، ت. مدل انرژی الکترونی تشکیل نقصهای منفرد بستهبندی شاکلی در بلورهای 4H-SiC. Iijima، A. & Kimoto، T. 4H-SiC 晶体中单Shockley 堆垛层错形成的电子能量模型。 ایجیما، آ. و کیموتو، ت. مدل انرژی الکترونیکی تشکیل خطای انباشتگی شاکلی منفرد در بلور 4H-SiC.ایجیما، آ. و کیموتو، ت. مدل انرژی الکترونی تشکیل بستهبندی شاکلی تک نقصی در بلورهای 4H-SiC.مجله فیزیک کاربردی، شماره ۱۲۶، ۱۰۵۷۰۳ (۲۰۱۹).
ایجیما، آ. و کیموتو، ت. تخمین شرط بحرانی برای انبساط/انقباض خطاهای چیدمان شاکلی منفرد در دیودهای 4H-SiC PiN. ایجیما، آ. و کیموتو، ت. تخمین شرط بحرانی برای انبساط/انقباض خطاهای چیدمان شاکلی منفرد در دیودهای 4H-SiC PiN.ایجیما، آ. و کیموتو، ت. تخمین حالت بحرانی برای انبساط/فشردگی نقصهای بستهبندی شاکلی منفرد در دیودهای PiN 4H-SiC. Iijima، A. & Kimoto، T. 估计4H-SiC PiN 二极管中单个Shockley 堆垛层错膨胀/收缩的临界条件。 ایجیما، آ. و کیموتو، ت. تخمین شرایط انبساط/انقباض لایه انباشتگی شاکلی منفرد در دیودهای 4H-SiC PiN.ایجیما، آ. و کیموتو، ت. تخمین شرایط بحرانی برای انبساط/فشردگی بستهبندی تک نقصی شاکلی در دیودهای PiN با ساختار 4H-SiC.فیزیک کاربردی رایت. 116، 092105 (2020).
مانن، ی.، شیمادا، ک.، آسادا، ک. و اوهتانی، ن. مدل کنش چاه کوانتومی برای تشکیل یک نقص انباشتگی شاکلی در یک بلور 4H-SiC تحت شرایط غیرتعادلی. مانن، ی.، شیمادا، ک.، آسادا، ک. و اوهتانی، ن. مدل کنش چاه کوانتومی برای تشکیل یک نقص انباشتگی شاکلی در یک بلور 4H-SiC تحت شرایط غیرتعادلی.مانن ی.، شیمادا ک.، آسادا ک.، و اوتانی ن. یک مدل چاه کوانتومی برای تشکیل یک نقص انباشتگی شاکلی در یک بلور 4H-SiC تحت شرایط غیرتعادلی.مانن وای.، شیمادا کی.، آسادا کی. و اوتانی ان. مدل برهمکنش چاه کوانتومی برای تشکیل گسلهای تکی شاکلی در بلورهای 4H-SiC تحت شرایط غیرتعادلی. مجله فیزیک کاربردی. 125، 085705 (2019).
گالکاس، آ.، لینروس، جی. و پیروز، پ. خطاهای چیدمان ناشی از نوترکیبی: شواهدی برای یک مکانیسم کلی در SiC شش ضلعی. گالکاس، آ.، لینروس، جی. و پیروز، پ. خطاهای چیدمان ناشی از نوترکیبی: شواهدی برای یک مکانیسم کلی در SiC شش ضلعی.گالکاس، آ.، لینروس، ج. و پیروز، پ. نقصهای بستهبندی ناشی از نوترکیبی: شواهدی برای یک مکانیسم مشترک در SiC ششضلعی. Galeckas، A.، Linnros، J. & Pirouz، P. 复合诱导的堆垛层错：六方SiC 中一般机制的证据。 گالکاس، آ.، لینروس، جی. و پیروز، پی. شواهدی برای مکانیسم کلی لایه انباشت القایی کامپوزیت: SiC.گالکاس، آ.، لینروس، ج. و پیروز، پ. نقصهای بستهبندی ناشی از نوترکیبی: شواهدی برای یک مکانیسم مشترک در SiC ششضلعی.فیزیک، پاستور رایت. 96، 025502 (2006).
ایشیکاوا، ی.، سودو، م.، یائو، ی.-ز.، سوگاوارا، ی. و کاتو، م. انبساط یک خطای چیدمان شاکلی منفرد در یک لایه اپیتاکسیال 4H-SiC (1120) ناشی از تابش پرتو الکترونی.ایشیکاوا، وای.، ام. سودو، وای.-تابش پرتو Z.ایشیکاوا، ی.، سودو ام.، روانشناسی ی.-زی.جعبه، Ю.، М. Судо, Y.-Z Chem., J. Chem., 123, 225101 (2018).
کاتو، م.، کاتاهیرا، س.، ایچیکاوا، ی.، هارادا، س. و کیموتو، ت. مشاهده نوترکیبی حاملها در گسلهای تکلایه شاکلی و در نابجاییهای جزئی در 4H-SiC. کاتو، م.، کاتاهیرا، س.، ایچیکاوا، ی.، هارادا، س. و کیموتو، ت. مشاهده نوترکیبی حاملها در گسلهای تکلایه شاکلی و در نابجاییهای جزئی در 4H-SiC.کاتو ام.، کاتاهیرا اس.، ایتیکاوا وای.، هارادا اس. و کیموتو تی. مشاهده نوترکیبی حاملها در نقصهای بستهبندی تک شاکلی و نابجاییهای جزئی در 4H-SiC. Kato، M.، Katahira، S.، Ichikawa، Y.، Harada، S. & Kimoto، T. 单Shockley Kato, M., Katahira, S., Ichikawa, Y., Harada, S. & Kimoto, T. 单Shockley stacking stacking和4H-SiC جزئیکاتو ام.، کاتاهیرا اس.، ایتیکاوا وای.، هارادا اس. و کیموتو تی. مشاهده نوترکیبی حاملها در نقصهای بستهبندی تک شاکلی و نابجاییهای جزئی در 4H-SiC.مجله فیزیک کاربردی، شماره ۱۲۴، شماره ۰۹۵۷۰۲ (۲۰۱۸).
کیموتو، تی. و واتانابه، اچ. مهندسی نقص در فناوری SiC برای دستگاههای قدرت ولتاژ بالا. کیموتو، تی. و واتانابه، اچ. مهندسی نقص در فناوری SiC برای دستگاههای قدرت ولتاژ بالا.کیموتو، تی. و واتانابه، اچ. توسعه نقص در فناوری SiC برای دستگاههای قدرت ولتاژ بالا. Kimoto, T. & Watanabe, H. 用于高压功率器件的SiC 技术中的缺陷工程 کیموتو، تی. و واتانابه، اچ. مهندسی نقص در فناوری SiC برای دستگاههای قدرت ولتاژ بالا.کیموتو، تی. و واتانابه، اچ. توسعه نقص در فناوری SiC برای دستگاههای قدرت ولتاژ بالا.فیزیک کاربردی، اکسپرس ۱۳، ۱۲۰۱۰۱ (۲۰۲۰).
ژانگ، ز. و سودارشان، تی. اس. اپیتاکسی بدون نابجایی صفحه پایه کاربید سیلیکون. ژانگ، ز. و سودارشان، تی. اس. اپیتاکسی بدون نابجایی صفحه پایه کاربید سیلیکون.ژانگ ز. و سودارشان تی. اس. اپیتاکسی بدون جابجایی کاربید سیلیکون در صفحه پایه. Zhang، Z. و Sudarshan، TS 碳化硅基面无位错外延. ژانگ، ز. و سودارشان، تی. اس.ژانگ ز. و سودارشان تی. اس. اپیتاکسی بدون نابجایی صفحات قاعدهای کاربید سیلیکون.بیانیه. فیزیک. رایت. 87، 151913 (2005).
ژانگ، ز.، مولتون، ای. و سودارشان، تی. اس. مکانیسم حذف نابجاییهای صفحه پایه در لایههای نازک SiC با استفاده از اپیتاکسی روی یک زیرلایه اچشده. ژانگ، ز.، مولتون، ای. و سودارشان، تی. اس. مکانیسم حذف نابجاییهای صفحه پایه در لایههای نازک SiC با استفاده از اپیتاکسی روی یک زیرلایه اچشده.ژانگ ز.، مولتون ای. و سودارشان تی. اس. مکانیسم حذف نابجاییهای صفحه پایه در لایههای نازک SiC با استفاده از اپیتاکسی روی یک زیرلایه اچشده. 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。 ژانگ، ز.، مولتون، ای. و سودارشان، تی. اس. مکانیسم حذف لایه نازک SiC با اچ کردن زیرلایه.ژانگ ز.، مولتون ای. و سودارشان تی. اس. مکانیسم حذف نابجاییهای صفحه پایه در لایههای نازک SiC با استفاده از اپیتاکسی روی زیرلایههای اچشده.فیزیک کاربردی رایت. 89، 081910 (2006).
Shtalbush RE و همکاران. وقفه رشد منجر به کاهش دررفتگیهای صفحه پایه در طول اپیتاکسی 4H-SiC میشود. بیانیه. فیزیک. Wright. 94, 041916 (2009).
ژانگ، ایکس. و تسوچیدا، اچ. تبدیل نابجاییهای صفحه پایه به نابجاییهای لبه رزوهدار در اپیلایههای 4H-SiC با عملیات حرارتی آنیل در دمای بالا. ژانگ، ایکس. و تسوچیدا، اچ. تبدیل نابجاییهای صفحه پایه به نابجاییهای لبه رزوهدار در اپیلایههای 4H-SiC با عملیات حرارتی آنیل در دمای بالا.ژانگ، ایکس. و تسوچیدا، اچ. تبدیل نابجاییهای صفحه پایه به نابجاییهای لبه رزوهدار در لایههای اپیتاکسیال 4H-SiC با عملیات حرارتی آنیل در دمای بالا. Zhang, X. & Tsuchida, H. 通过高温退火将4H-SiC 外延层中的基面位错转化为螺纹刃位错。 Zhang، X. و Tsuchida، H. 通过高温退火将4H-SiCژانگ، ایکس. و تسوچیدا، اچ. تبدیل نابجاییهای صفحه پایه به نابجاییهای لبه رشتهای در لایههای اپیتاکسیال 4H-SiC با عملیات حرارتی آنیل در دمای بالا.مجله فیزیک کاربردی. 111، 123512 (2012).
سونگ، اچ. و سودارشان، تیاس. تبدیل نابجایی صفحه قاعدهای نزدیک فصل مشترک اپیلایه/زیرلایه در رشد اپیتاکسیال 4H-SiC با زاویه 4 درجه خارج از محور. سونگ، اچ. و سودارشان، تیاس. تبدیل نابجایی صفحه قاعدهای نزدیک فصل مشترک اپیلایه/زیرلایه در رشد اپیتاکسیال 4H-SiC با زاویه 4 درجه خارج از محور.سونگ، اچ. و سودارشان، تیاس. تبدیل نابجاییهای صفحه قاعدهای نزدیک فصل مشترک لایه اپیتاکسیال/زیرلایه در طول رشد اپیتاکسیال خارج از محور 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轍 Song، H. & Sudarshan، TS 在4° 离轴4H-SiC سونگ، اچ. و سودارشان، تی. اس.گذار نابجایی صفحهای زیرلایه در نزدیکی مرز لایه اپیتاکسیال/زیرلایه در طول رشد اپیتاکسیال 4H-SiC در خارج از محور 4°.مجله کریستال. رشد، جلد ۳۷۱، صفحات ۹۴ تا ۱۰۱ (۲۰۱۳).
کونیشی، ک. و همکاران. در جریان بالا، انتشار خطای انباشتگی نابجاییهای صفحه پایه در لایههای اپیتاکسیال 4H-SiC به نابجاییهای لبه رشتهای تبدیل میشود. مجله فیزیک کاربردی. 114، 014504 (2013).
کونیشی، ک. و همکاران. طراحی لایههای اپیتاکسیال برای MOSFET های SiC دوقطبی غیر قابل تجزیه با تشخیص مکانهای هستهزایی گسل انباشته گسترده در تجزیه و تحلیل توپوگرافی اشعه ایکس عملیاتی. AIP Advanced 12، 035310 (2022).
لین، س. و همکاران. تأثیر ساختار نابجایی صفحه پایه بر انتشار یک خطای انباشتگی از نوع شاکلی در طول واپاشی جریان مستقیم دیودهای پین 4H-SiC. ژاپن. مجله فیزیک کاربردی. 57، 04FR07 (2018).
تاهارا، تی. و همکاران. طول عمر کوتاه حاملهای اقلیت در اپیلایههای غنی از نیتروژن 4H-SiC برای جلوگیری از خطاهای چیدمان در دیودهای PiN استفاده میشود. مجله فیزیک کاربردی. 120، 115101 (2016).
تاهارا، تی. و همکاران. وابستگی غلظت حامل تزریقی به انتشار خطای چیدمان تک شاکلی در دیودهای 4H-SiC PiN. مجله کاربرد. فیزیک 123، 025707 (2018).
مائه، س.، تاوارا، ت.، تسوچیدا، ه. و کاتو، م. سیستم FCA میکروسکوپی برای اندازهگیری طول عمر حامل با تفکیک عمقی در SiC. مائه، س.، تاوارا، ت.، تسوچیدا، ه. و کاتو، م. سیستم FCA میکروسکوپی برای اندازهگیری طول عمر حامل با تفکیک عمقی در SiC.می، س.، تاوارا، ت.، تسوچیدا، ه. و کاتو، م. سیستم میکروسکوپی FCA برای اندازهگیریهای طول عمر حامل با تفکیک عمقی در کاربید سیلیکون. Mae, S.、Tawara, T.、Tsuchida, H. & Kato, M. 用于SiC 中深度分辨载流子寿命测量的显微FCA 系统 Mae, S.、Tawara, T.、Tsuchida, H. & Kato, M. برای SiC عمق متوسط 分辨载流子 اندازه گیری طول عمر 的月微FCA سیستم.می س.، تاوارا ت.، تسوچیدا ه. و کاتو م. سیستم میکرو-FCA برای اندازهگیریهای طول عمر حامل با تفکیک عمقی در کاربید سیلیکون.انجمن علوم آلما ماتر 924، 269–272 (2018).
هیرایاما، تی. و همکاران. توزیع عمقی طول عمر حاملها در لایههای اپیتاکسیال ضخیم 4H-SiC به صورت غیرمخرب با استفاده از تفکیک زمانی جذب حاملهای آزاد و نور عبوری اندازهگیری شد. به علم بروید. متر. 91، 123902 (2020).
زمان ارسال: نوامبر-06-2022
