Nature.com сайтына киргениңиз үчүн рахмат.Сиз колдонуп жаткан серепчинин версиясы чектелген CSS колдоосуна ээ.Мыкты тажрыйба үчүн жаңыртылган браузерди колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerдеги Шайкештик режимин өчүрүү).Ал ортодо, үзгүлтүксүз колдоону камсыз кылуу үчүн биз сайтты стилдерсиз жана JavaScriptсиз көрсөтөбүз.
Бул жерде биз 4H-SiC эпитаксиалдык пластинкаларына протондорду имплантациялоо аркылуу 1SSF кеңейүүсүн басуу ыкмасын сунуштайбыз.Ал эми, 1SSF кеңейиши протондук имплантацияланган PiN диодунда эффективдүү басылган.Бул натыйжа жогорку ишенимдүү 4H-SiC түзүлүштөрдү өнүктүрүүгө өбөлгө түзөт.
Диаметри 6 дюйм болгон 4H-SiC пластиналары учурда коммерциялаштырылган жана кубаттуу жарым өткөргүч түзүлүштөрдү массалык түрдө өндүрүү үчүн колдонулат3.Электр унаалары жана поезддер үчүн тартуу системалары 4H-SiC4.5 кубаттуу жарым өткөргүч түзүлүштөрдү колдонуу менен жасалган.Бул биполярдык деградация 20 жыл мурун ачылган жана SiC түзүлүшүн жасоодо көптөн бери көйгөй болуп келген.
Ошондуктан, BPD кеңейиши 1SSF үчүн басылса, 4H-SiC кубаттуулук түзүлүштөрүн биполярдык деградациясыз жасоого болот.Акыркы сийиптин эпфитакстандыктарында, BPD негизинен Эпитаксиянын өсүшүнүн алгачкы баскычы учурунда BPDге конверсиялуу субстак катмардагы субстакта эмес, эпитакстык катмарда эмес, эпитакстык катмарда эмес.Дип катмарынын жана субстратынын ортосундагы "курама бекемдөө катмарын" субстрат менен кеңейтүү үчүн натыйжалуу ыкма катары сунушталды28, 29, 30, 31. epitaxial layer and SiC substrate.Электр-тешик жуптардын санын азайтуу Редгдин кыймылдаткыч күчтөрүн субстратка айлантат, андыктан курама диний күч катмары биполярдык деградация баса алат.Катмарды кыстаруу вафликтерди өндүрүүдө кошумча чыгымдарды жана катмарды кыстаруусуз, электр тешик жуптарын контролдоо үчүн электр-тешик жуптардын санын кыскартуу кыйынга тургандыгын белгилей кетүү керек.Демек, түзмөк өндүрүү жана кирешелүүлүктүн ортосундагы тең салмактуулуктун ортосундагы тең салмактуулукка жетишүү үчүн башка басуу ыкмаларын иштеп чыгуу дагы деле күчтүү.
Биз PiN диоддорун эксперименталдык түзүлүш катары колдондук жана аларды протондук имплантацияланган 4H-SiC эпитаксиалдык пластинкаларында жасадык.
fig боюнча.To indicate the difference between the injection conditions, we plotted the voltage frequency at a forward current density of 2.5 A/cm2 (corresponding to 100 mA) as a statistical plot as shown in Figure 2. The curve approximated by a normal distribution is also represented чекиттүү сызык менен.линия.As can be seen from the peaks of the curves, the on-resistance slightly increases at proton doses of 1014 and 1016 cm-2, while the PiN diode with a proton dose of 1012 cm-2 shows almost the same characteristics as without proton implantation .Мурунку изилдөөлөрдө37,38,39 сүрөттөлгөндөй S1-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, протон имплантациясынан келип чыккан зыяндын кесепетинен бирдиктүү электролюминесценцияны көрсөтпөгөн PiN диоддорун жасагандан кийин протон имплантациясын жасадык.Therefore, annealing at 1600 °C after implantation of Al ions is a necessary process to fabricate devices to activate the Al acceptor, which can repair the damage caused by proton implantation, which makes the CVCs the same between implanted and non-implanted proton PiN diodes .
fig боюнча.Пулпулдун учурдагы жүктү колдонуудан мурун, 3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, диоддун караңгы аймактары байкалган эмес, бирок 3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй байкалган эмес.Бирок, сүрөттө көрсөтүлгөндөй.Протон имплантациясыз протон имплантациясыз PIN диодо 3a, электр четтери колдонгондон кийин, бир нече караңгы чаар аймактар байкалган.Мындай таяктын формасындагы караңгы аймактар BEL INHICSFтин субстрат 248,29-жылы BPDден узартылууда.Андан көрө, 3b-d маанисинде көрсөтүлгөндөй, имплантацияланган протон менен диоддор менен бир нече күндүк таякчалар байкалган.Рентгендик топографияны колдонуп, биз протон инъекциясы жок PiN диодундагы контакттардын перифериясында BPDден субстратка жыла турган PRлардын бар экендигин тастыктадык (4-сүрөт: бул сүрөт жогорку электродду алып салбастан (сүрөт, PR) электроддордун асты көрүнбөйт).Ошондуктан EL сүрөттөлүшүндөгү караңгы аймак субстраттагы кеңейтилген 1SSF BPDге туура келет.Башка жүктөлгөн PiN диоддорунун EL сүрөттөрү 1 жана 2-сүрөттөрдө көрсөтүлгөн. S3-S6 видеолору кеңейтилген жана кеңейтилбеген караңгы аймактар (протон инъекциясы жок жана 1014 см-2 имплантацияланган PiN диоддорунун убакыт боюнча өзгөрүп туруучу EL сүрөттөрү) да Кошумча маалыматта көрсөтүлгөн.
2 сааттын ичиндеги электр стресстен кийин 25 а / см2 (а) электр стресстен кийин 25 а / см2 (а) имплант protons .
Ташуучунун иштөө мөөнөтүн кыскартуу экспансияны басууга да таасирин тийгизет, ал эми протон инъекциясы ташуучунун өмүрүн кыскартат32,36.Биз 1014 см-2 инъекцияланган протондор менен калыңдыгы 60 мкм эпитаксиалдык катмарда ташуучунун өмүрүн байкадык.Алгачкы ташуучунун иштөө мөөнөтүнөн тартып, импланттын маанисин ~10% чейин төмөндөтсө да, кийинки күйдүрүү аны ~50%га чейин калыбына келтирет, S7-сүрөттө көрсөтүлгөн.Демек, протон имплантациясынын эсебинен кыскарган ташуучунун өмүрү жогорку температурадагы күйдүрүү менен калыбына келтирилет.Тасымалдаткычтын иштөө мөөнөтүн 50% кыскартуу, ошондой эле стектөө кемчиликтеринин жайылышын басаңдатканы менен, адатта, алып жүрүүчүнүн иштөө мөөнөтүнөн көз каранды болгон I-V мүнөздөмөлөрү инъекцияланган жана имплантацияланбаган диоддордун ортосундагы анча-мынча гана айырмачылыктарды көрсөтөт.Ошондуктан, биз PD анкировкасы 1SSF кеңейүүсүнө бөгөт коюуда роль ойнойт деп ишенебиз.
Протон имплантациясында I-V мүнөздөмөлөрүнүн начарлашы анчалык деле чоң эмес, айрыкча, протон дозасы 1012 см-2 дозасы, бирок 1ссф кеңейтүүсүнүн натыйжасы маанилүү.Ушул изилдөөдө биз 10 мөөрдүн калың пин диоддесинин тереңдигине карабастан, ПРОТОНДУН ТӨМӨНДӨГҮ ТҮШТҮКТҮН ПРОТЛАНИЯСЫ ПРОТОНДУН ТӨМӨНДӨГҮ ДИОД ТӨМӨНДӨГҮ КОЛДОНУЛУШУ, Имплантация шарттарын андан ары оптималдаштырууга жана 4H-сийик шаймандардын башка түрлөрүн кароого чейин колдонууга болот.Протон имплантациясында түзмөк жасалгалоо үчүн кошумча чыгымдар каралышы керек, бирок алар 4H-SIC кубаттуулугу үчүн эң негизги жасалгалоо процесси болгон алюминий ион имплантациясы үчүн да ошондой болот.
Протон имплантация учурунда Плитадагы маска колдонулган, жана Плита 1012, 1014, 1014 см-2 протон дозасы жок жана плиталар бөлүктөрү бар болчу.Then, Al ions with proton doses of 1020 and 1017 cm–3 were implanted over the entire wafer to a depth of 0–0.2 µm and 0.2–0.5 µm from the surface, followed by annealing at 1600°C to form a carbon cap to ап катмарын түзөт.-түрү.Акырында, аннеалинг менен байланышуу 700 ° C температурада жүргүзүлөт.Ваңызды чиптерге кескенден кийин, биз стресстик мүнөздөмө жана колдонмо жасадык.
Жасалган PiN диоддорунун I–V мүнөздөмөлөрү HP4155B жарым өткөргүчтүн параметр анализаторунун жардамы менен байкалган.Синхротрон чагылуу Монохроматикалык рентген рентген нуру (λ = 0.15 nm) (λ = 0.15 нм) .).
Вернер, MR жана Фарнер, WR Жогорку температурада жана катаал чөйрөдө колдонуу үчүн материалдарды, микросенсорлорду, системаларды жана түзүлүштөрдү карап чыгуу. Werner, MR & Fahrner, WR. Вернер, MR & Fahrner, WR жогорку температура жана жагымсыз экологиялык колдонмолор үчүн материалдарды, микросенсорлорду, системаларды жана түзүлүштөрдү карап чыгуу.IEEE Trans.Өнөр жай электроника.48, 249–257 (2001).
КИМОТО, Т. жана Купер, Ж. Негизги Силикон Карбидеги технологиясынын негиздери 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。 КИМОТО, Т. жана Купер, Дж. Кремний Карбиддин технологиясынын негиздери Кремний карбид технологиясы Технологиясынын негиздери: Өсүү, мүнөздөмөлөр, жабдуулар жана тиркемелер
Велиадис, V. SiCди ири масштабда коммерциялаштыруу: статус-кво жана жеңе турган тоскоолдуктар.алма матер.илим.
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。 Бротон, Дж., Смет, В., Туммаала, Р.Р. жана ДжошиJ. Электрон.Пакет.транс.ASME 140, 1-11 (2018).
САТО, К., Като, Х. & Фукусима, Т. САТО, К., Като, Х. & Фукусима, Т.Тиркеме IEEJ J. Ind. 9, 453–459 (2020).
Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. Кыйынчылыктар абдан ишенимдүү SiC электр түзмөктөрдү ишке ашыруу үчүн: учурдагы абалы жана SiC wafers маселелери From. Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. Кыйынчылыктар абдан ишенимдүү SiC электр түзмөктөрдү ишке ашыруу үчүн: учурдагы абалы жана SiC wafers маселелери From.Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. жана Okumura, H. Жогорку ишенимдүү SiC кубаттуулук түзүлүштөрдү ишке ашырууда көйгөйлөр: учурдагы абалына жана Wafer SiC көйгөйүнөн баштап. Сэнзаки, Дж., Хаяши, С., Йонезава, Ю. & Окумура, Х. 实现 高 可靠性 Sic 功率 器件 的 挑战: 从 sic 晶圆 的 现状 现状 Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. SiC кубаттуулук түзүлүштөрүндө жогорку ишенимдүүлүккө жетишүү маселеси: SiC 晶圆的电视和问题设计。Senzaki J, Hayashi S, Yonezawa Y. жана Okumura H. кремний карбидин негизинде жогорку ишенимдүүлүгү күч аппараттарды өнүктүрүүдө кыйынчылыктар: кремний карбид пластиналар менен байланышкан статусун жана көйгөйлөрдү карап чыгуу.2018-жылы IEEE эл аралык симпозиумунда ишенимдүүлүк физикасы (IRPS).(SENZAKI, J. et al.) 3b.3-1-3b.3-6 (IEEE, 2018).
Ким, Д. & Сун, В. Качан 4h-sic mosfet үчүн кыскача сандык мосфет үчүн кыска сигналын жакшыртуу үчүн кыскача бөгөттөтүн өркүндөтүлдү. Ким, Д. & Сун, В. Качан 4h-sic mosfet үчүн кыскача сандык мосфет үчүн кыска сигналын жакшыртуу үчүн кыскача бөгөттөтүн өркүндөтүлдү.Ким, Д. жана Сун, V. Канал имплантация тарабынан жүргүзүлгөн терең жүзөгө ашырылган терең-идишти колдонуп, 1,2 кВ 4h-sic mosfet үчүн кыскача туталык иммунитет өркүндөтүлдү. 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 Ким, Д. & Сунг, В. Б / Сич 1.2KV 4h-sic mosfetКим, Д. жана Сун, В. Канал имплантациясын колдонуп, 4-кВ 4h-сийиңиздин маңдайынын кыскача соругдары өркүндөтүлдү.IEEE Электрондук түзмөктөр Летт.42, 1822–1825 (2021).
Сковронски М. жана башкалар.Алдыга багыттуу 4H-SiC pn диоддорундагы кемчиликтердин рекомбинацияланган кыймылы.J. Арыз.физика.92, 4699–4704 (2002).
Га, S., Mieszkowski, P., Skowronski, M. & Rowland, 4H кремний карбид epitaxy жылы LB Dislocation кайра. Га, S., Mieszkowski, P., Skowronski, M. & Rowland, 4H кремний карбид epitaxy жылы LB Dislocation кайра.Ha S., Meszkowski P., Skowronski M. жана Rowland LB 4H кремний карбид эпитаксисинин учурунда Dislocation кайра. Ha, S., Mieszkowski, P., Skowronski, M. & Rowland, LB 4H 碳化硅外延中的位错转换。 Ха, С., Миешковски, П., Сковронски, М. & Роуланд, ЛБ 4Н Кремний карбидинин эпитаксисинде дислокация өтүү 4Н.J. Crystal.Өсүү 244, 257–266 (2002).
Skowronski, M. & Ha, S. Degradation алты бурчтуу кремний-карбид негизделген биполярдык аппараттар. Skowronski, M. & Ha, S. Degradation алты бурчтуу кремний-карбид негизделген биполярдык аппараттар. Skowronski M. & Ha S.J. Арыз.физика 99, 011101 (2006).
Agarwal, A., Fatima, H., Haney, S. & Ryu, S.-H. Agarwal, A., Fatima, H., Haney, S. & Ryu, S.-H.Агарвал А., Фатима Х., Хайни С. жана Рю С.-Х. Agarwal, A., Fatima, H., Haney, S. & Ryu, S.-H. Agarwal, A., Fatima, H., Haney, S. & Ryu, S.-H.Агарвал А., Фатима Х., Хайни С. жана Рю С.-Х.Жогорку чыңалуудагы сийдик мобфеттердин жаңы деградациялык механизми.IEEE Электрондук түзмөктөр Летт.
Caldwell, JD, Stahlbush, RE, Ancona, MG, Glembocki, OJ & Hobart, KD. Caldwell, JD, Stahlbush, RE, Ancona, MG, Glembocki, OJ & Hobart, KD.Caldwell, JD, Stalbush, RE, Ancona, MG, Glemboki, OJ жана Hobart, KD 4H-SiCдеги рекомбинациядан келип чыккан стектелген ката кыймылынын кыймылдаткыч күчү жөнүндө. Колдуэлл, JD, Сталбуш, RE, Ancona, MG, Glemboki, OJ жана Хобарт, KD, 4H-SiCдеги рекомбинациядан келип чыккан стектөө ката кыймылынын кыймылдаткыч күчү жөнүндө.
ИйМИМА, А. жана Кимото, Т. Шоклинин 4-сент кристаллындагы шоклейдин бирдиктүү кемчиликтерин калыптандыруунун электрондук-энергетикалык модели. J. Арыз.физика 126, 105703 (2019).
ИйМИМА, А. жана Кимото, Т. 4H-SIC PIN-ди-ди-ди-дииоддогу кемчиликтерди кеңейтүү / кысуу үчүн критикалык абалды баалоо. Iijima, A. жана Kimoto, T. 4H-SiC PiN-диоддорунун бир дефекттүү таңгактоо Шоклинин кеңейүү/кысылуу үчүн критикалык шарттарын баалоо.колдонуу физикасы Райт.
Mannen, Y., Shimada, K., Asada, K. & Ohtani, N. Кванттык скважинанын аракет модели тең салмактуу эмес шарттарда 4H-SiC кристаллында бир Shockley stacking катасын түзүү үчүн. Mannen, Y., Shimada, K., Asada, K. & Ohtani, N. Кванттык скважинанын аракет модели тең салмактуу эмес шарттарда 4H-SiC кристаллында бир Shockley stacking катасын түзүү үчүн.Маннен Ю., Шимада К., Асада К., Онии Н. Квартира Н. Квартира Н.Mannen Y., Shimada K., Asada K. жана Otani N. 4H-SiC кристаллдарынын тең салмактуу эмес шарттарда бирдиктүү Шокли стектилөө бузулууларынын пайда болушу үчүн кванттык скважинанын өз ара аракеттенүү модели.
Галекас, А., Линнрос, Дж. Пиройз, П. Ревоинацияга алып келүүчү жомок. Галекас, А., Линнрос, Дж. Пиройз, П. Ревоинацияга алып келүүчү жомок.Галекас, А., Линнрос, Дж. Жана Пируюз, П. Ревонтингге алып келүүчү таңгакталган. Галекас, А., Линнрос, Дж. Пиройз, P. 复合复合 的 堆垛层错: 六 Sic Галекас, А., Линнрос, Дж. Пиройз, П., Компатикалык индукциянын жалпы механизминин далили:Галекас, А., Линнрос, Дж. Жана Пируюз, П. Ревонтингге алып келүүчү таңгакталган.
Ishikawa, Y., Sudo, M., Yao, Y.-Z., Sugawara, Y. & Kato, M. Электрон менен шартталган 4H-SiC (11 2 ¯0) эпитаксиалдык катмардагы бир Shockley стектилөө катасынын кеңейиши. beam irradiation.Ishikawa, Y., M. Sudo, Y.-Z нурлуу нурлануу.Ishikawa, Y., Sudo M., Y.-Z Psychology.Судо, Y.-Z Chem., J. Chem., 123, 225101 (2018).
Kato, M., Katahira, S., Ichikawa, Y., Harada, S. & Kimoto, T. бир Shockley stacking каталар жана 4H-SiC жарым-жартылай dislocations боюнча алып жүрүүчү рекомбинация байкоо. Kato, M., Katahira, S., Ichikawa, Y., Harada, S. & Kimoto, T. бир Shockley stacking каталар жана 4H-SiC жарым-жартылай dislocations боюнча алып жүрүүчү рекомбинация байкоо.Kato M., Katahira S., Itikawa Y., Harada S. жана Kimoto T. Single Shockley Packing кемчиликтер жана 4H-SiC жарым-жартылай Dislocations жылы Carrier рекомбинация байкоо. Катахира, М., Катахира, С., Ичикава, Ю., Харада, С. & Кимото, Т. 单 Шокли 堆垛层错和 4h-sic 部分 4h-sic 部分 的 Kato, M., Katahira, S., Ichikawa, Y., Harada, S. & Kimoto, T. 单Shockley stacking stacking和4H-SiC жарым-жартылай 位错中载流子去生的可以。Kato M., Katahira S., Itikawa Y., Harada S. жана Kimoto T. Single Shockley Packing кемчиликтер жана 4H-SiC жарым-жартылай Dislocations жылы Carrier рекомбинация байкоо.J. Арыз.
Kimoto, T. & Watanabe, H. Defect инженердик SiC технология жогорку вольттогу электр түзмөктөр үчүн. Kimoto, T. & Watanabe, H. Defect инженердик SiC технология жогорку вольттогу электр түзмөктөр үчүн.Кимото, Т. жана Ватанабе, H. жогорку вольттогу электр приборлору үчүн SiC технологиясынын кемчиликтерин иштеп чыгуу. Кимото, Т. & Ватанабе, H. 用于高压功率器件的SiC 技术中的缺陷工程。 Kimoto, T. & Watanabe, H. Defect инженердик SiC технология жогорку вольттогу электр түзмөктөр үчүн.Кимото, Т. жана Ватанабе, H. жогорку вольттогу электр приборлору үчүн SiC технологиясынын кемчиликтерин иштеп чыгуу.
Чжан, З. & Сударшан, TS кремний карбидинин базалык учак дислокациясыз эпитаксиясы. Чжан, З. & Сударшан, TS кремний карбидинин базалык учак дислокациясыз эпитаксиясы.Чжан З. жана Сударшан TS Базалдык тегиздикте кремний карбидинин дислокациясыз эпитаксиясы. Чжан, З. & Сударшан, TS 碳化硅基面无位错外延。 Чжан З. жана Сударшан TS кремний карбидинин базалык учактарынын дислокациясыз эпитаксиясы.билдирүү.физика.Райт.87, 151913 (2005).
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 субстрат этching аркылуу SiC жука пленканы жок кылуу механизми.89, 081910 (2006).
Шталбуш РЭ жана башкалар.билдирүү.
Чжан, X. & Tsuchida, H. Баса учагынын бетине бастыргычка дөңгөлөктөргө 4H сиде эпилейерлеринде банкадагы банкада банкада банкада конвертациялоо. Чжан, X. & Tsuchida, H. Баса учагынын бетине бастыргычка дөңгөлөктөргө 4H сиде эпилейерлеринде банкадагы банкада банкада банкада конвертациялоо.Чжан, х. жана Цучида, Х. Базалдык учак дөңсөөсүнүн 4H-SIC Epitaxaial катмарларында бадалдуу учактарга жайгаштыруу банкадагы банкадагы бүртүкчөлөргө жайгаштырылат. 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。 Чжан, х. жана Цучида, Х. Базалык учактын бетине базалык учактарды 4H-SIC EpitaxAlial катмардагы бөлүп-жаргылчаларга айлантууну көздөй жөнөдү.J. Арыз.физика.111, 123512 (2012).
4H-SIC offitacial өсүшүндө эфитациалдуу катмардын / субситаксиалдык катмардын / субсалдык учак учак дөңгөлөктөрүн өзгөртүү 4H-SIC. Song, H. & Sudarshan, TS4 ° огу сыртынан 4-ситтин сыртынан 4H-SIC ёсвитаксиалдык өсүш учурунда субстакция катмарынын / субстак менен чектөө
БӨЛҮМДӨГҮ БӨЛҮМДӨГҮ БӨЛҮМҮНҮН ТӨМӨНДӨГҮ ТӨМӨНДӨГҮ ТҮШТҮК 4Х-сичтин эпициялуу катмарлары
Биполярдуу болбогон сиксиз сиксиз эмес сикиз эмес сиксиз эмес сикиз эмес, ошондой эле кеңейтилүүчү рентген рентген топографиялык анализдеги кеңейтилген күнөөлүү нөлдөрдүн нөл-айындагы жайларын аныктоо.
Лин, С жана башкалар.Базалдык учактын учагынын түзүлүшүнүн таасири 4H-SIC PIN Диоддорунун учурдагы ажыроосу учурунда бир шоклинин түрүн жайылтуунун таасири.Жапония.J. Арыз.физика.57, 04FR07 (2018).
J. Арыз.
Хираяма, Т. жана башкалар.Ташуучунун өмүр бою 4H-SIC эпицакаттык катмарларынын калыңдыгынын терең бөлүштүрүлүшү акысыз ташуучу ташуучу сиңүү жана жеңил жарык берүү.Илимге өтүү.метр.91, 123902 (2020).