Kiitos käynnistäsi Nature.com-sivustolla. Käyttämäsi selainversio tukee CSS:ää rajoitetusti. Parhaan käyttökokemuksen saavuttamiseksi suosittelemme käyttämään päivitettyä selainta (tai poistamaan yhteensopivuustilan käytöstä Internet Explorerissa). Sillä välin tuen jatkuvuuden varmistamiseksi renderöimme sivuston ilman tyylejä ja JavaScriptiä.
4H-SiC:tä on kaupallistettu tehopuolijohdelaitteiden materiaaliksi. 4H-SiC-laitteiden pitkäaikainen luotettavuus on kuitenkin este niiden laajalle käytölle, ja 4H-SiC-laitteiden tärkein luotettavuusongelma on bipolaarinen hajoaminen. Tämä hajoaminen johtuu yhdestä Shockley-pinoamisvirheestä (1SSF), joka aiheuttaa perustason dislokaatioiden etenemisen 4H-SiC-kiteissä. Tässä työssä ehdotamme menetelmää 1SSF-laajenemisen estämiseksi istuttamalla protoneja 4H-SiC-epitaksiaalikiekkoihin. Protoni-istutuksella varustetuille kiekoille valmistetuilla PiN-diodeilla oli samat virta-jännite-ominaisuudet kuin diodeilla, joissa ei ollut protoni-istutusta. Sitä vastoin 1SSF-laajeneminen estyy tehokkaasti protoni-istutuksessa olevassa PiN-diodissa. Siten protonien istuttaminen 4H-SiC-epitaksiaalikiekkoihin on tehokas menetelmä 4H-SiC-tehopuolijohdelaitteiden bipolaarisen hajoamisen estämiseksi samalla, kun laitteen suorituskyky säilyy. Tämä tulos edistää erittäin luotettavien 4H-SiC-laitteiden kehittämistä.
Piikarbidi (SiC) on laajalti tunnustettu puolijohdemateriaaliksi suuritehoisille, korkeataajuisille puolijohdelaitteille, jotka voivat toimia vaativissa ympäristöissä1. Piikarbidityyppejä on useita, joista 4H-SiC:llä on erinomaiset puolijohdelaitteiden fysikaaliset ominaisuudet, kuten suuri elektronien liikkuvuus ja voimakas läpilyöntisähkökenttä2. 6 tuuman halkaisijaltaan olevia 4H-SiC-kiekkoja kaupallistetaan tällä hetkellä ja niitä käytetään tehopuolijohdelaitteiden massatuotantoon3. Sähköajoneuvojen ja -junien vetojärjestelmät valmistettiin käyttämällä 4H-SiC4.5-tehopuolijohdelaitteista. 4H-SiC-laitteet kärsivät kuitenkin edelleen pitkän aikavälin luotettavuusongelmista, kuten dielektrisestä läpilyönnistä tai oikosulkujen luotettavuudesta,6,7 joista yksi tärkeimmistä luotettavuusongelmista on bipolaarinen hajoaminen2,8,9,10,11. Tämä bipolaarinen hajoaminen havaittiin yli 20 vuotta sitten, ja se on ollut pitkään ongelma piikarbidilaitteiden valmistuksessa.
Bipolaarisen hajoamisen aiheuttaa yksi Shockley-pinovirhe (1SSF) 4H-SiC-kiteissä, joissa basaalitason dislokaatiot (BPD:t) etenevät rekombinaation tehostaman dislokaatioliukumisen (REDG) avulla12,13,14,15,16,17,18,19. Siksi, jos BPD:n laajeneminen estetään 1SSF:ään asti, 4H-SiC-teholaitteita voidaan valmistaa ilman bipolaarista hajoamista. BPD:n etenemisen estämiseksi on raportoitu useita menetelmiä, kuten BPD:n muuttuminen kierrereunan dislokaatioksi (TED) 20,21,22,23,24. Uusimmissa piikarbidiepitaksiaalisissa kiekoissa BPD on pääasiassa substraatissa eikä epitaksiaalisessa kerroksessa johtuen BPD:n muuntumisesta TED:ksi epitaksiaalisen kasvun alkuvaiheessa. Siksi bipolaarisen hajoamisen jäljellä oleva ongelma on BPD:n jakautuminen substraatissa 25,26,27. "Komposiittivahvikekerroksen" lisäämistä ajokerroksen ja substraatin väliin on ehdotettu tehokkaaksi menetelmäksi BPD-laajenemisen estämiseksi substraatissa28, 29, 30, 31. Tämä kerros lisää elektroni-aukko-parien rekombinaation todennäköisyyttä epitaksiaalikerroksessa ja piikarbidisubstraatissa. Elektroni-aukko-parien määrän vähentäminen vähentää REDG:n liikkeellepanevaa voimaa BPD:ksi substraatissa, joten komposiittivahvikekerros voi estää bipolaarisen hajoamisen. On huomattava, että kerroksen lisääminen aiheuttaa lisäkustannuksia kiekkojen valmistuksessa, ja ilman kerroksen lisäämistä on vaikea vähentää elektroni-aukko-parien määrää säätelemällä vain varauksenkuljettajien elinikää. Siksi on edelleen suuri tarve kehittää muita vaimennusmenetelmiä paremman tasapainon saavuttamiseksi laitteen valmistuskustannusten ja saannon välillä.
Koska BPD:n laajentaminen 1SSF:ksi vaatii osittaisdislokaatioiden (PD) siirtämistä, PD:n kiinnittäminen on lupaava lähestymistapa bipolaarisen hajoamisen estämiseksi. Vaikka metalliepäpuhtauksien aiheuttamaa PD:n kiinnittymistä on raportoitu, 4H-SiC-alustojen FPD:t sijaitsevat yli 5 μm:n etäisyydellä epitaksiaalisen kerroksen pinnasta. Lisäksi, koska minkä tahansa metallin diffuusiokerroin SiC:ssä on hyvin pieni, metalliepäpuhtauksien on vaikea diffundoitua substraattiin34. Metallien suhteellisen suuren atomimassan vuoksi myös metallien ionien istuttaminen on vaikeaa. Sitä vastoin vedyn, kevyimmän alkuaineen, tapauksessa ioneja (protoneja) voidaan istuttaa 4H-SiC:hen yli 10 µm:n syvyyteen MeV-luokan kiihdyttimen avulla. Siksi, jos protonien istuttaminen vaikuttaa PD:n kiinnittymiseen, sitä voidaan käyttää BPD:n etenemisen estämiseen substraatissa. Protonien istuttaminen voi kuitenkin vahingoittaa 4H-SiC:tä ja johtaa laitteen suorituskyvyn heikkenemiseen37,38,39,40.
Protoni-istutuksen aiheuttaman laitteen hehkuttamisen välttämiseksi käytetään korkean lämpötilan hehkutusta vaurioiden korjaamiseen, samalla tavalla kuin laitteen prosessoinnissa akseptorioni-istutuksen jälkeen yleisesti käytetty hehkutusmenetelmä1, 40, 41, 42. Vaikka sekundaarinen ionimassaspektrometria (SIMS)43 on raportoinut vedyn diffuusiota korkean lämpötilan hehkutuksen vuoksi, on mahdollista, että pelkkä vetyatomien tiheys lähellä FD:tä ei riitä PR:n kiinnittymisen havaitsemiseen SIMS:iä käyttäen. Siksi tässä tutkimuksessa istutimme protoneja 4H-SiC-epitaksiaalikiekkoihin ennen laitteen valmistusprosessia, mukaan lukien korkean lämpötilan hehkutus. Käytimme PiN-diodeja kokeellisina laiterakenteina ja valmistimme ne protoni-istutetuille 4H-SiC-epitaksiaalikiekoille. Sitten tarkastelimme voltti-ampeeri-käyrää tutkiaksemme laitteen suorituskyvyn heikkenemistä protoni-injektion vuoksi. Seuraavaksi havaitsimme 1SSF:n laajenemista elektroluminesenssi (EL) -kuvissa sen jälkeen, kun PiN-diodiin oli kohdistettu sähköjännite. Lopuksi vahvistimme protoni-injektion vaikutuksen 1SSF:n laajenemisen estämiseen.
Kuvassa 1 on esitetty PiN-diodien virta-jännite-ominaiskäyrä (CVC) huoneenlämmössä alueilla, joissa on ja ei ole protoni-implantaatiota ennen pulssivirtaa. Protoni-injektiolla varustetut PiN-diodit osoittavat samanlaisia tasasuuntausominaisuuksia kuin diodit, joissa ei ole protoni-injektiota, vaikka IV-ominaisuudet ovat yhteisiä diodien kesken. Injektio-olosuhteiden erojen havainnollistamiseksi piirsimme jännitetaajuuden eteenpäin suuntautuvalla virrantiheydellä 2,5 A/cm2 (vastaa 100 mA:a) tilastollisena kuvaajana, kuten kuvassa 2 on esitetty. Normaalijakauman approksimoiva käyrä on esitetty myös katkoviivalla. Kuten käyrien huipuista voidaan nähdä, päälläoloresistanssi kasvaa hieman protoniannoksilla 1014 ja 1016 cm⁻², kun taas 1012 cm⁻² protoniannoksella varustetulla PiN-diodilla on lähes samat ominaisuudet kuin ilman protoni-implantaatiota. Suoritimme myös protoni-istutuksen sellaisten PiN-diodien valmistuksen jälkeen, jotka eivät osoittaneet tasaista elektroluminesenssia protoni-istutuksen aiheuttamien vaurioiden vuoksi, kuten kuvassa S1 on esitetty, kuten aiemmissa tutkimuksissa on kuvattu37,38,39. Siksi hehkutus 1600 °C:ssa Al-ionien istutuksen jälkeen on välttämätön prosessi sellaisten laitteiden valmistamiseksi, jotka aktivoivat Al-akseptorin, mikä voi korjata protoni-istutuksen aiheuttamat vauriot. Tämä tekee CVC:istä samanlaisia istutettujen ja istuttamattomien protoni-PiN-diodien välillä. Käänteinen virran taajuus -5 V:ssa on myös esitetty kuvassa S2, eikä protoni-injektiolla varustettujen ja istuttamattomien diodien välillä ole merkittävää eroa.
PiN-diodien voltti-ampeerikäyrä huoneenlämmössä injektoitujen protonien kanssa ja ilman. Selite osoittaa protonien annoksen.
Jännitteen taajuus tasavirralla 2,5 A/cm2 PiN-diodeille injektoiduilla ja injektoimattomilla protoneilla. Katkoviiva vastaa normaalijakaumaa.
Kuvassa 3 on EL-kuva PiN-diodista, jonka virrantiheys on jännitteen kytkemisen jälkeen 25 A/cm2. Ennen pulssivirtakuormituksen kohdistamista diodin tummia alueita ei havaittu, kuten kuvassa 3. C2 on esitetty. Kuten kuvassa 3a on kuitenkin esitetty, protoni-implantaatiotta vailla olevassa PiN-diodissa havaittiin useita tummia, reunoiltaan vaaleita raidallisia alueita jännitteen kytkemisen jälkeen. Tällaisia sauvanmuotoisia tummia alueita havaitaan EL-kuvissa 1SSF:lle, jotka ulottuvat substraatin BPD:stä28,29. Sen sijaan protoni-implantaatioita sisältävissä PiN-diodeissa havaittiin joitakin laajoja pinoamisvirheitä, kuten kuvissa 3b–d on esitetty. Röntgentopografian avulla varmistimme PR-alueiden läsnäolon, jotka voivat siirtyä BPD:stä substraattiin PiN-diodin kontaktien reunalla ilman protonien injektiota (kuva 4: tämä kuva ilman yläelektrodin poistamista (valokuvassa PR elektrodien alla ei ole näkyvissä). Siksi EL-kuvan tumma alue vastaa laajennettua 1SSF BPD:tä substraatissa. Muiden ladattujen PiN-diodien EL-kuvat on esitetty kuvissa 1 ja 2. Videot S3-S6 laajennetuilla tummilla alueilla ja ilman niitä (aikaan vaihtelevat EL-kuvat PiN-diodeista ilman protonien injektiota ja implantoitu 1014 cm-2:lla) on esitetty myös lisätiedoissa.
PiN-diodien EL-kuvat virralla 25 A/cm2 kahden tunnin sähköisen rasituksen jälkeen (a) ilman protonien implantaatiota ja implantoiduilla protoniannoksilla (b) 1012 cm⁻², (c) 1014 cm⁻² ja (d) 1016 cm⁻².
Laskimme laajennetun 1SSF:n tiheyden laskemalla kolmen PiN-diodin tummat alueet, joissa on kirkkaat reunat kutakin olosuhdetta varten, kuten kuvassa 5 on esitetty. Laajennetun 1SSF:n tiheys pienenee protoniannoksen kasvaessa, ja jopa 1012 cm⁻²:n annoksella laajennetun 1SSF:n tiheys on merkittävästi pienempi kuin istuttamattomassa PiN-diodissa.
SF PiN -diodien tiheyksien lisääntyminen protoni-implantaatiolla ja ilman sitä pulssivirralla lataamisen jälkeen (kussakin tilassa oli kolme ladattua diodia).
Varauksenkuljettajien eliniän lyhentäminen vaikuttaa myös laajenemisen estymiseen, ja protonien injektointi lyhentää varauksenkuljettajien elinikää32,36. Olemme havainneet varauksenkuljettajien elinikiä 60 µm paksussa epitaksiaalisessa kerroksessa, johon injektoitujen protonien nopeus on 1014 cm-2. Alkuperäisestä varauksenkuljettajien eliniästä, vaikka implantti lyhentää arvoa noin 10 %:iin, myöhempi hehkutus palauttaa sen noin 50 %:iin, kuten kuvassa S7 on esitetty. Näin ollen protonien implantoinnin vuoksi lyhentynyt varauksenkuljettajien elinikä palautuu korkean lämpötilan hehkutuksella. Vaikka varauksenkuljettajien eliniän 50 %:n lyheneminen myös estää pinoamisvirheiden etenemistä, I–V-ominaiskäyrät, jotka tyypillisesti riippuvat varauksenkuljettajien eliniästä, osoittavat vain pieniä eroja injektoitujen ja ei-implantoitujen diodien välillä. Siksi uskomme, että PD-ankkuroinnilla on rooli 1SSF:n laajenemisen estossa.
Vaikka SIMS ei havainnut vetyä 1600 °C:ssa tapahtuneen hehkutuksen jälkeen, kuten aiemmissa tutkimuksissa on raportoitu, havaitsimme protonien implantaation vaikutuksen 1SSF:n laajenemisen estymiseen, kuten kuvissa 1 ja 4 on esitetty.3, 4. Siksi uskomme, että PD on ankkuroitu vetyatomeihin, joiden tiheys on SIMS:n havaitsemisrajan (2 × 1016 cm-3) alapuolella, tai implantaation aiheuttamiin pistevirheisiin. On huomattava, että emme ole vahvistaneet päälläoloresistanssin kasvua 1SSF:n pidentymisen vuoksi syöksyvirtakuormituksen jälkeen. Tämä voi johtua prosessillamme tehdyistä epätäydellisistä ohmisista kontakteista, jotka poistetaan lähitulevaisuudessa.
Yhteenvetona voidaan todeta, että kehitimme sammutusmenetelmän BPD:n pidentämiseksi 1SSF:ksi 4H-SiC PiN-diodeissa käyttämällä protoni-implantaatiota ennen laitteen valmistusta. I–V-ominaiskäyrän heikkeneminen protoni-implantaation aikana on merkityksetöntä, erityisesti protoniannoksella 1012 cm–2, mutta 1SSF-laajenemisen estämisen vaikutus on merkittävä. Vaikka tässä tutkimuksessa valmistimme 10 µm paksuja PiN-diodeja, joissa protoni-implantaatio oli 10 µm:n syvyyteen, on silti mahdollista optimoida implantointiolosuhteita edelleen ja soveltaa niitä muuntyyppisten 4H-SiC-laitteiden valmistukseen. Laitteen valmistuksen lisäkustannukset protoni-implantaation aikana on otettava huomioon, mutta ne ovat samanlaisia kuin alumiini-ioni-implantaation kustannukset, joka on 4H-SiC-teholaitteiden pääasiallinen valmistusprosessi. Siten protoni-implantaatio ennen laitteen prosessointia on potentiaalinen menetelmä 4H-SiC-bipolaaristen teholaitteiden valmistamiseksi ilman rappeutumista.
Näytteenä käytettiin 4 tuuman n-tyypin 4H-SiC-kiekkoa, jonka epitaksiaalisen kerroksen paksuus oli 10 µm ja donorin dopingpitoisuus 1 × 1016 cm–3. Ennen laitteen prosessointia levyyn istutettiin H+-ioneja 0,95 MeV:n kiihtyvyysenergialla huoneenlämmössä noin 10 μm:n syvyyteen levyn pintaan nähden normaalissa kulmassa. Protoni-istutuksen aikana käytettiin levyllä olevaa maskia, ja levyllä oli osioita, joissa ei ollut protoniannoksia 1012, 1014 tai 1016 cm–2 ja joissa oli protoniannos. Sitten koko kiekolle istutettiin Al-ioneja, joiden protoniannokset olivat 1020 ja 1017 cm–3, 0–0,2 µm:n ja 0,2–0,5 µm:n syvyyteen pinnasta, minkä jälkeen kiekot hehkutettiin 1600 °C:ssa hiilikuoren muodostamiseksi ap-tyypin kerroksen muodostamiseksi. Seuraavaksi substraattipuolelle kerrostettiin taustapuolen Ni-kontakti, kun taas epitaksiaalikerroksen puolelle kerrostettiin fotolitografialla ja kuorintaprosessilla muodostettu 2,0 mm × 2,0 mm:n kampamainen Ti/Al-etupuolen kontakti. Lopuksi kontaktihehkutus suoritetaan 700 °C:n lämpötilassa. Kun kiekko on leikattu siruiksi, suoritettiin jännitysanalyysi ja -sovellus.
Valmistettujen PiN-diodien I–V-ominaiskäyriä tarkkailtiin HP4155B-puolijohdeparametrianalysaattorilla. Sähköisenä rasituksena johdettiin 10 millisekunnin pulssivirta, jonka voimakkuus oli 212,5 A/cm2, kahden tunnin ajan 10 pulssia/s taajuudella. Kun valitsimme pienemmän virrantiheyden tai taajuuden, emme havainneet 1SSF-laajenemista edes PiN-diodissa ilman protoni-injektiota. Käytettyjen sähköjännitteiden aikana PiN-diodin lämpötila on noin 70 °C ilman tarkoituksellista lämmitystä, kuten kuvassa S8 on esitetty. Elektroluminesenssikuvat saatiin ennen sähkörasitusta ja sen jälkeen virrantiheydellä 25 A/cm2. Synkrotroniheijastuksen ja suuntaamisen röntgentopografia käyttäen monokromaattista röntgensädettä (λ = 0,15 nm) Aichin synkrotronisäteilykeskuksessa, ag-vektori BL8S2:ssa on -1-128 tai 11-28 (katso lisätietoja viitteestä 44). ).
Kuvassa 2 on esitetty PiN-diodin kunkin tilan CVC-funktion mukaisesti 0,5 V:n välein mitattu jännitetaajuus 2,5 A/cm2:n myötävirrantiheydellä. Jännityksen Vave keskiarvosta ja jännityksen keskihajonnasta σ piirretään normaalijakaumakäyrä katkoviivan muodossa käyttäen seuraavaa yhtälöä:
Werner, MR & Fahrner, WR. Katsaus materiaaleihin, mikrosensoreihin, järjestelmiin ja laitteisiin korkean lämpötilan ja vaativien ympäristöjen sovelluksiin. Werner, MR & Fahrner, WR. Katsaus materiaaleihin, mikrosensoreihin, järjestelmiin ja laitteisiin korkean lämpötilan ja vaativien ympäristöjen sovelluksiin.Werner, MR ja Farner, WR Yleiskatsaus materiaaleihin, mikrosensoreihin, järjestelmiin ja laitteisiin korkeiden lämpötilojen ja ankarien ympäristöjen sovelluksiin. Werner, MR & Fahrner, WR 对用于高温和恶劣环境应用的材料、微传感器、系统和设备的耂 Werner, MR & Fahrner, WR Katsaus materiaaleihin, mikrosensoreihin, järjestelmiin ja laitteisiin korkeissa lämpötiloissa ja vaikeissa ympäristöolosuhteissa.Werner, MR ja Farner, WR Yleiskatsaus materiaaleihin, mikrosensoreihin, järjestelmiin ja laitteisiin korkeissa lämpötiloissa ja ankarissa olosuhteissa käytettäväksi.IEEE Trans. Teollisuuselektroniikka. 48, 249–257 (2001).
Kimoto, T. & Cooper, JA Piikarbiditeknologian perusteet Piikarbiditeknologian perusteet: Kasvu, karakterisointi, laitteet ja sovellukset Nide. Kimoto, T. & Cooper, JA Piikarbiditeknologian perusteet Piikarbiditeknologian perusteet: Kasvu, karakterisointi, laitteet ja sovellukset Nide.Kimoto, T. ja Cooper, JA Piikarbiditekniikan perusteet Piikarbiditekniikan perusteet: Kasvu, ominaisuudet, laitteet ja sovellukset Nide. Kimoto, T. & Cooper, 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. Kimoto, T. & Cooper, JA Hiili- ja piiteknologian perusta Hiili- ja piiteknologian perusta: kasvu, kuvaus, laitteet ja sovellusten määrä.Kimoto, T. ja Cooper, J. Piikarbiditekniikan perusteet Piikarbiditekniikan perusteet: Kasvu, ominaisuudet, laitteet ja sovellukset Nide.252 (Wiley Singapore Pte Ltd, 2014).
Veliadis, V. Piikarbidin laajamittainen kaupallistaminen: nykytila ja voitettavat esteet. alma mater. tiede. Forum 1062, 125–130 (2022).
Broughton, J., Smet, V., Tummala, RR & Joshi, YK. Katsaus autojen tehoelektroniikan lämpöpakkaustekniikoihin vetovoiman käyttöä varten. Broughton, J., Smet, V., Tummala, RR & Joshi, YK. Katsaus autojen tehoelektroniikan lämpöpakkaustekniikoihin vetovoiman käyttöä varten.Broughton, J., Smet, V., Tummala, RR ja Joshi, YK. Yleiskatsaus autojen tehoelektroniikan lämpöpakkaustekniikoihin vetovoimatarkoituksiin. Broughton, J., Smet, V., Tummala, RR & Joshi, YK 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, YKBroughton, J., Smet, V., Tummala, RR ja Joshi, YK. Yleiskatsaus autojen tehoelektroniikan lämpöpakkausteknologiaan vetovoimatarkoituksiin.J. Electron. Paketti. trance. ASME 140, 1-11 (2018).
Sato, K., Kato, H. & Fukushima, T. Piikarbidiin perustuvan vetojärjestelmän kehittäminen seuraavan sukupolven Shinkansen-suurnopeusjuniin. Sato, K., Kato, H. & Fukushima, T. Piikarbidiin perustuvan vetojärjestelmän kehittäminen seuraavan sukupolven Shinkansen-suurnopeusjuniin.Sato K., Kato H. ja Fukushima T. Sovelletun piikarbidivetojärjestelmän kehittäminen seuraavan sukupolven suurnopeusjuniin Shinkansen.Sato K., Kato H. ja Fukushima T. Vetojärjestelmän kehittäminen piikarbidisovelluksiin seuraavan sukupolven suurnopeusjunissa Shinkansenissa. Liite IEEJ J. Ind. 9, 453–459 (2020).
Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. Haasteet erittäin luotettavien piikarbiditeholaitteiden toteuttamisessa: piikarbidikiekojen nykytilasta ja ongelmista. Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. Haasteet erittäin luotettavien piikarbiditeholaitteiden toteuttamisessa: piikarbidikiekojen nykytilasta ja ongelmista.Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. ja Okumura, H. Ongelmia erittäin luotettavien piikarbiditeholaitteiden toteutuksessa: alkaen nykytilasta ja kiekko-piikarbidin ongelmasta. Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. 实现高可靠性SiC 功率器件的挑战：从SiC 晶圆的现犁 Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. Haaste korkean luotettavuuden saavuttamiseksi piikarbiditeholaitteissa: SiC:ltä 晶圆的电视和问题设计。Senzaki J, Hayashi S, Yonezawa Y. ja Okumura H. Haasteet piikarbidipohjaisten korkean luotettavuuden teholaitteiden kehittämisessä: katsaus piikarbidikiekoihin liittyvään tilaan ja ongelmiin.Vuoden 2018 IEEE:n kansainvälisessä luotettavuusfysiikan symposiumissa (IRPS). (Senzaki, J. ym. toim.) 3B.3-1-3B.3-6 (IEEE, 2018).
Kim, D. & Sung, W. Parannettu oikosulkukestävyys 1,2 kV:n 4H-SiC MOSFETille käyttämällä syvää P-kuoppaa, joka on toteutettu kanavointi-istutuksella. Kim, D. & Sung, W. Parannettu oikosulkukestävyys 1,2 kV:n 4H-SiC MOSFETille käyttämällä syvää P-kuoppaa, joka on toteutettu kanavointi-istutuksella.Kim, D. ja Sung, V. Parannettu oikosulkusuoja 1,2 kV:n 4H-SiC MOSFETille käyttämällä syvää P-kuoppaa, joka on toteutettu kanavaistutuksella. 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 的短路耐用性 Kim, D. & Sung, W. P 阱提高了1,2kV 4H-SiC MOSFETKim, D. ja Sung, V. 1,2 kV:n 4H-SiC MOSFETien oikosulkusietoisuuden parantaminen syviä P-kuoppia käyttäen kanavaistutuksella.IEEE Electronic Devices -lehti 42, 1822–1825 (2021).
Skowronski M. ym. Rekombinaatiolla tehostettu vikojen liike eteenpäin suuntautuvissa 4H-SiC pn-diodeissa. J. Application. physics. 92, 4699–4704 (2002).
Ha, S., Mieszkowski, P., Skowronski, M. & Rowland, LB Dislokaatiokonversio 4H-piikarbidiepitaksiassa. Ha, S., Mieszkowski, P., Skowronski, M. & Rowland, LB Dislokaatiokonversio 4H-piikarbidiepitaksiassa.Ha S., Meszkowski P., Skowronski M. ja Rowland LB Dislokaatiomuutos 4H-piikarbidiepitaksian aikana. 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, LBDislokaatiosiirtymä 4H piikarbidiepitaksiassa.J. Crystal. Kasvu 244, 257–266 (2002).
Skowronski, M. & Ha, S. Kuusikulmaisten piikarbidipohjaisten bipolaaristen komponenttien hajoaminen. Skowronski, M. & Ha, S. Kuusikulmaisten piikarbidipohjaisten bipolaaristen komponenttien hajoaminen.Skowronski M. ja Ha S. Piikarbidiin perustuvien kuusikulmaisten bipolaaristen laitteiden hajoaminen. Skowronski, M. & Ha, S. 六方碳化硅基双极器件的降解. Skowronski M. & Ha S.Skowronski M. ja Ha S. Piikarbidiin perustuvien kuusikulmaisten bipolaaristen laitteiden hajoaminen.J. Application. fysiikka 99, 011101 (2006).
Agarwal, A., Fatima, H., Haney, S. ja Ryu, S.-H. Agarwal, A., Fatima, H., Haney, S. ja Ryu, S.-H.Agarwal A., Fatima H., Heini S. ja Ryu S.-H. Agarwal, A., Fatima, H., Haney, S. ja Ryu, S.-H. Agarwal, A., Fatima, H., Haney, S. ja Ryu, S.-H.Agarwal A., Fatima H., Heini S. ja Ryu S.-H.Uusi korkeajännitteisten piikarbidi-teho-MOSFETien hajoamismekanismi. IEEE Electronic Devices Lett. 28, 587–589 (2007).
Caldwell, JD, Stahlbush, RE, Ancona, MG, Glembocki, OJ & Hobart, KD Rekombinaation aiheuttaman pinoamissiirroksen liikkeellepanevasta voimasta 4H-SiC:ssä. Caldwell, JD, Stahlbush, RE, Ancona, MG, Glembocki, OJ & Hobart, KD Rekombinaation aiheuttaman pinoamissiirroksen liikkeellepanevasta voimasta 4H-SiC:ssä.Caldwell, JD, Stalbush, RE, Ancona, MG, Glemboki, OJ, ja Hobart, KD Rekombinaation aiheuttaman pinoamissiirroksen liikkeellepanevasta voimasta 4H-SiC:ssä. 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, KDCaldwell, JD, Stalbush, RE, Ancona, MG, Glemboki, OJ, ja Hobart, KD, Rekombinaation aiheuttaman pinoamissiirroksen liikkeellepanevasta voimasta 4H-SiC:ssä.J. Application. Fysiikka. 108, 044503 (2010).
Iijima, A. & Kimoto, T. Elektroninen energiamalli yksittäisten Shockley-pinoamisvirheiden muodostumiselle 4H-SiC-kiteissä. Iijima, A. & Kimoto, T. Elektroninen energiamalli yksittäisten Shockley-pinoamisvirheiden muodostumiselle 4H-SiC-kiteissä.Iijima, A. ja Kimoto, T. Shockley-pakkauksen yksittäisten virheiden muodostumisen elektronienergiamalli 4H-SiC-kiteissä. Iijima, A. & Kimoto, T. 4H-SiC 晶体中单Shockley 堆垛层错形成的电子能量模型. Iijima, A. & Kimoto, T. Yksittäisen Shockley-pinoamisvirheen muodostumisen elektroninen energiamalli 4H-SiC-kiteessä.Iijima, A. ja Kimoto, T. Yksittäisvirheisen Shockley-pakkauksen muodostumisen elektronienergiamalli 4H-SiC-kiteissä.J. Application. Physics 126, 105703 (2019).
Iijima, A. & Kimoto, T. Yksittäisten Shockley-pinoamisvikojen laajenemisen/supistumisen kriittisen ehdon arviointi 4H-SiC PiN-diodeissa. Iijima, A. & Kimoto, T. Yksittäisten Shockley-pinoamisvikojen laajenemisen/supistumisen kriittisen ehdon arviointi 4H-SiC PiN-diodeissa.Iijima, A. ja Kimoto, T. Yksittäisten Shockley-pakkausvirheiden laajenemisen/puristumisen kriittisen tilan arviointi 4H-SiC PiN-diodeissa. 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。 Iijima, A. & Kimoto, T. Yksittäisen Shockley-pinokerroksen laajenemis-/supistumisolosuhteiden arviointi 4H-SiC PiN -diodeissa.Iijima, A. ja Kimoto, T. Yksittäisvirhepakkauksen Shockleyn laajenemisen/puristumisen kriittisten olosuhteiden arviointi 4H-SiC PiN-diodeissa.sovellusfysiikka Wright. 116, 092105 (2020).
Mannen, Y., Shimada, K., Asada, K. & Ohtani, N. Kvanttikuopan toimintamalli yksittäisen Shockley-pinoamissiirroksen muodostumiselle 4H-SiC-kiteessä epätasapaino-olosuhteissa. Mannen, Y., Shimada, K., Asada, K. & Ohtani, N. Kvanttikuopan toimintamalli yksittäisen Shockley-pinoamissiirroksen muodostumiselle 4H-SiC-kiteessä epätasapaino-olosuhteissa.Mannen Y., Shimada K., Asada K. ja Otani N. Kvanttikuopan malli yksittäisen Shockley-pinoamissiirroksen muodostumiselle 4H-SiC-kiteessä epätasapaino-olosuhteissa.Mannen Y., Shimada K., Asada K. ja Otani N. Kvanttikuopan vuorovaikutusmalli yksittäisten Shockley-pinoamisvirheiden muodostumiselle 4H-SiC-kiteissä epätasapaino-olosuhteissa. J. Application. physics. 125, 085705 (2019).
Galeckas, A., Linnros, J. & Pirouz, P. Rekombinaation aiheuttamat pinoamisvirheet: Todisteita yleisestä mekanismista kuusikulmaisessa piikarbidissa. Galeckas, A., Linnros, J. & Pirouz, P. Rekombinaation aiheuttamat pinoamisvirheet: Todisteita yleisestä mekanismista kuusikulmaisessa piikarbidissa.Galeckas, A., Linnros, J. ja Pirouz, P. Rekombinaation aiheuttamat pakkausviat: Todisteita yhteisestä mekanismista kuusikulmaisessa piikarbidissa. 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. Galeckas, A., Linnros, J. & Pirouz, P. Todisteita komposiittisen induktiopinoamiskerroksen yleisestä mekanismista: 六方SiC.Galeckas, A., Linnros, J. ja Pirouz, P. Rekombinaation aiheuttamat pakkausviat: Todisteita yhteisestä mekanismista kuusikulmaisessa piikarbidissa.fysiikka Pastori Wright. 96, 025502 (2006).
Ishikawa, Y., Sudo, M., Yao, Y.-Z., Sugawara, Y. & Kato, M. Yksittäisen Shockley-pinoamissiirroksen laajeneminen 4H-SiC (112¯0) epitaksiaalisessa kerroksessa, jonka aiheuttaa elektronisuihkusäteilytys.Ishikawa, Y., M. Sudo, Y.-Z-säteen säteilytys.Ishikawa, Y., Sudo M., Y.-Z Psychology.Laatikko, Ю., М. Судо, Y.-Z Chem., J. Chem., 123, 225101 (2018).
Kato, M., Katahira, S., Ichikawa, Y., Harada, S. & Kimoto, T. Varauksenkuljettajien rekombinaation havaintoja yksittäisissä Shockleyn pinoamissiirroksissa ja osittaisissa dislokaatioissa 4H-SiC:ssä. Kato, M., Katahira, S., Ichikawa, Y., Harada, S. & Kimoto, T. Varauksenkuljettajien rekombinaation havaintoja yksittäisissä Shockleyn pinoamissiirroksissa ja osittaisissa dislokaatioissa 4H-SiC:ssä.Kato M., Katahira S., Itikawa Y., Harada S. ja Kimoto T. Varauksenkuljettajien rekombinaation havainnointi yksittäisissä Shockley-pakkausdefekteissä ja osittaisissa dislokaatioissa 4H-SiC:ssä. Kato, M., Katahira, S., Ichikawa, Y., Harada, S. & Kimoto, T. 单Shockley 堆垛层错和4H-SiC 部分位错中载流子复肯埀肯 Kato, M., Katahira, S., Ichikawa, Y., Harada, S. & Kimoto, T. 单Shockley pinoaminen 和4H-SiC osittainen 位错中载流子去生的可以。Kato M., Katahira S., Itikawa Y., Harada S. ja Kimoto T. Varauksenkuljettajien rekombinaation havainnointi yksittäisissä Shockley-pakkausdefekteissä ja osittaisissa dislokaatioissa 4H-SiC:ssä.J. Application. Fysiikka 124, 095702 (2018).
Kimoto, T. & Watanabe, H. Vikatekniikka piikarbiditeknologiassa suurjännitelaitteissa. Kimoto, T. & Watanabe, H. Vikatekniikka piikarbiditeknologiassa suurjännitelaitteissa.Kimoto, T. ja Watanabe, H. SiC-teknologian vikojen kehittyminen suurjännitelaitteissa. Kimoto, T. & Watanabe, H. 用于高压功率器件的SiC 技术中的缺陷工程. Kimoto, T. & Watanabe, H. Vikatekniikka piikarbiditeknologiassa suurjännitelaitteissa.Kimoto, T. ja Watanabe, H. SiC-teknologian vikojen kehittyminen suurjännitelaitteissa.sovellusfysiikka Express 13, 120101 (2020).
Zhang, Z. & Sudarshan, TS Piikarbidin epitaksiaalinen muodostuminen ilman dislokaatiota tyvitasossa. Zhang, Z. & Sudarshan, TS Piikarbidin epitaksiaalinen muodostuminen ilman dislokaatiota tyvitasossa.Zhang Z. ja Sudarshan TS Piikarbidin dislokaatiovapaa epitaksi perustasossa. Zhang, Z. & Sudarshan, TS 碳化硅基面无位错外延. Zhang, Z. ja Sudarshan, TSZhang Z. ja Sudarshan TS Piikarbidin perustasojen dislokaatiovapaa epitaksi.lausunto. fysiikka. Wright. 87, 151–1913 (2005).
Zhang, Z., Moulton, E. & Sudarshan, TS Mekanismi piikarbidikalvojen perustasodislokaatioiden poistamiseksi epitaksialla syövytetylle alustalle. Zhang, Z., Moulton, E. & Sudarshan, TS Mekanismi piikarbidikalvojen perustasodislokaatioiden poistamiseksi epitaksialla syövytetylle alustalle.Zhang Z., Moulton E. ja Sudarshan TS Mekanismi piikarbidikalvojen pohjatason dislokaatioiden poistamiseksi epitaksialla syövytetyllä alustalla. 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 Piikarbidi-ohutkalvon eliminointimekanismi substraatin syövytyksellä.Zhang Z., Moulton E ja Sudarshan TS. Mekanismi piikarbidikalvojen pohjatason dislokaatioiden poistamiseksi epitaksialla syövytetyillä alustoilla.sovellusfysiikka Wright. 89, 081910 (2006).
Shtalbush RE ym. Kasvun keskeytyminen johtaa perustasossa tapahtuvien dislokaatioiden vähenemiseen 4H-SiC-epitaksian aikana. lausunto. Fysiikka. Wright. 94, 041916 (2009).
Zhang, X. & Tsuchida, H. 4H-SiC-epikerroksissa esiintyvien perustason dislokaatioiden muuntaminen kierteitysreunan dislokaatioiksi korkean lämpötilan hehkutuksella. Zhang, X. & Tsuchida, H. 4H-SiC-epikerroksissa esiintyvien perustason dislokaatioiden muuntaminen kierteitysreunan dislokaatioiksi korkean lämpötilan hehkutuksella.Zhang, X. ja Tsuchida, H. 4H-SiC-epitaksiaalisten kerroksien pohjatasodislokaatioiden muuttuminen kierteitysreunan dislokaatioiksi korkean lämpötilan hehkutuksella. 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. & Tsuchida, H. 通过高温退火将4H-SiCZhang, X. ja Tsuchida, H. Perustason dislokaatioiden muuttuminen filamenttien reunadislokaatioiksi 4H-SiC-epitaksiaalisissa kerroksissa korkean lämpötilan hehkutuksella.J. Application. Fysiikka. 111, 123512 (2012).
Song, H. & Sudarshan, TS. Pohjatason dislokaatiokonversio lähellä epilayer/substraatti-rajapintaa 4°:n akselin ulkopuolella olevan 4H-SiC:n epitaksiaalisessa kasvussa. Song, H. & Sudarshan, TS. Pohjatason dislokaatiokonversio lähellä epilayer/substraatti-rajapintaa 4°:n akselin ulkopuolella olevan 4H-SiC:n epitaksiaalisessa kasvussa.Song, H. ja Sudarshan, TS. Basaalitason dislokaatioiden muutos epitaksiaalisen kerroksen ja alustan rajapinnan lähellä 4H-SiC:n epitaksiaalisen kasvun aikana epäaksiaalisessa suunnassa. 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转捙 Song, H. & Sudarshan, TS 在4° 离轴4H-SiC Song, H. ja Sudarshan, TSSubstraatin tasomainen dislokaatiosiirtymä lähellä epitaksiaalisen kerroksen ja substraatin rajaa 4H-SiC:n epitaksiaalisen kasvun aikana 4°-akselin ulkopuolella.J. Crystal. Kasvu 371, 94–101 (2013).
Konishi, K. ym. Suurella virralla 4H-SiC-epitaksiaalisten kerrosten basaalitason dislokaatioiden pinoamissiirroksen eteneminen muuttuu filamenttien reunojen dislokaatioiksi. J. Application. physics. 114, 014504 (2013).
Konishi, K. ym. Bipolaaristen hajoamattomien piikarbidi-MOSFETien epitaksiaalikerrosten suunnittelu havaitsemalla laajentuneita pinoamisvirheiden ydintymiskohtia operatiivisessa röntgentopografisessa analyysissä. AIP Advanced 12, 035310 (2022).
Lin, S. ym. Basaalitason dislokaatiorakenteen vaikutus yksittäisen Shockley-tyyppisen pinoamisvian etenemiseen 4H-SiC-pinodiodien myötävirran vaimenemisen aikana. Japani. J. Application. Physics. 57, 04FR07 (2018).
Tahara, T., ym. Lyhyttä vähemmistövarauksenkuljettajien elinikää typpipitoisissa 4H-SiC-epikerroksissa käytetään pinoamisvirheiden estämiseen PiN-diodeissa. J. Application. physics. 120, 115101 (2016).
Tahara, T. ym. Yksittäisen Shockley-pinoamisvirheen etenemisen riippuvuus injektoidun varauksenkuljettajan konsentraatiosta 4H-SiC PiN-diodeissa. J. Application. Physics 123, 025707 (2018).
Mae, S., Tawara, T., Tsuchida, H. & Kato, M. Mikroskooppinen FCA-järjestelmä syvyyserotteiseen varauksenkuljettajien eliniän mittaukseen piikarbidissa. Mae, S., Tawara, T., Tsuchida, H. & Kato, M. Mikroskooppinen FCA-järjestelmä syvyyserotteiseen varauksenkuljettajien eliniän mittaukseen piikarbidissa.Mei, S., Tawara, T., Tsuchida, H. ja Kato, M. FCA-mikroskooppinen järjestelmä syvyyserotteisten varauksenkuljettajien eliniän mittaamiseen piikarbidissa. 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 炂统 Mae, S.、Tawara, T.、Tsuchida, H. & Kato, M. For SiC medium-depth 分辨载流子lifetime mittaus的月微FCA system.Mei S., Tawara T., Tsuchida H. ja Kato M. Mikro-FCA-järjestelmä syvyyserotteiseen varauksenkuljettajien eliniän mittaukseen piikarbidissa.alma mater -tiedefoorumi 924, 269–272 (2018).
Hirayama, T. ym. Varauksenkuljettajien elinaikojen syvyysjakauma paksuissa 4H-SiC-epitaksiaalisissa kerroksissa mitattiin rikkomattomasti käyttäen vapaiden varauksenkuljettajien absorption ja ristivalon aikaresoluutiota. Switch to science.meter. 91, 123902 (2020).
Julkaisun aika: 06.11.2022
