బైపోలార్ క్షీణతను తొలగించడానికి ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్‌ను ఉపయోగించి 4H-SiC PiN డయోడ్‌లలో స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ వ్యాప్తిని అణచివేయడం

Nature.comను సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు. మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ వెర్షన్‌లో CSS మద్దతు పరిమితంగా ఉంది. ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు అప్‌డేట్ చేయబడిన బ్రౌజర్‌ను ఉపయోగించాలని (లేదా ఇంటర్నెట్ ఎక్స్‌ప్లోరర్‌లో కంపాటిబిలిటీ మోడ్‌ను నిలిపివేయాలని) మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము. ఈలోగా, మద్దతు కొనసాగేలా చూసేందుకు, మేము స్టైల్స్ మరియు జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా సైట్‌ను రెండర్ చేస్తాము.
4H-SiC పవర్ సెమీకండక్టర్ పరికరాల కోసం ఒక పదార్థంగా వాణిజ్యీకరించబడింది. అయితే, 4H-SiC పరికరాల దీర్ఘకాలిక విశ్వసనీయత వాటి విస్తృత అనువర్తనానికి ఒక అడ్డంకిగా ఉంది, మరియు 4H-SiC పరికరాల యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన విశ్వసనీయత సమస్య బైపోలార్ క్షీణత. ఈ క్షీణత 4H-SiC స్ఫటికాలలోని బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్ల యొక్క సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ (1SSF) వ్యాప్తి వలన సంభవిస్తుంది. ఇక్కడ, మేము 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్లపై ప్రోటాన్లను ఇంప్లాంట్ చేయడం ద్వారా 1SSF వ్యాప్తిని అణచివేసే ఒక పద్ధతిని ప్రతిపాదిస్తున్నాము. ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్‌తో వేఫర్లపై తయారు చేయబడిన PiN డయోడ్‌లు, ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ లేని డయోడ్‌ల మాదిరిగానే కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణాలను చూపించాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, ప్రోటాన్-ఇంప్లాంట్ చేయబడిన PiN డయోడ్‌లో 1SSF వ్యాప్తి సమర్థవంతంగా అణచివేయబడింది. అందువల్ల, 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్లలోకి ప్రోటాన్లను ఇంప్లాంట్ చేయడం అనేది, పరికర పనితీరును కొనసాగిస్తూనే 4H-SiC పవర్ సెమీకండక్టర్ పరికరాల బైపోలార్ క్షీణతను అణచివేయడానికి ఒక సమర్థవంతమైన పద్ధతి. ఈ ఫలితం అత్యంత విశ్వసనీయమైన 4H-SiC పరికరాల అభివృద్ధికి దోహదపడుతుంది.
సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC) అనేది కఠినమైన వాతావరణంలో పనిచేయగల అధిక-శక్తి, అధిక-పౌనఃపున్య సెమీకండక్టర్ పరికరాల కోసం ఒక సెమీకండక్టర్ పదార్థంగా విస్తృతంగా గుర్తించబడింది¹. అనేక SiC పాలిటైప్‌లు ఉన్నాయి, వాటిలో 4H-SiC అధిక ఎలక్ట్రాన్ చలనశీలత మరియు బలమైన బ్రేక్‌డౌన్ విద్యుత్ క్షేత్రం వంటి అద్భుతమైన సెమీకండక్టర్ పరికర భౌతిక లక్షణాలను కలిగి ఉంది². 6 అంగుళాల వ్యాసం కలిగిన 4H-SiC వేఫర్‌లు ప్రస్తుతం వాణిజ్యీకరించబడి, పవర్ సెమీకండక్టర్ పరికరాల భారీ ఉత్పత్తి కోసం ఉపయోగించబడుతున్నాయి³. ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు మరియు రైళ్ల కోసం ట్రాక్షన్ వ్యవస్థలు 4H-SiC⁴.5 పవర్ సెమీకండక్టర్ పరికరాలను ఉపయోగించి తయారు చేయబడ్డాయి. అయినప్పటికీ, 4H-SiC పరికరాలు ఇప్పటికీ డైఎలెక్ట్రిక్ బ్రేక్‌డౌన్ లేదా షార్ట్-సర్క్యూట్ విశ్వసనీయత⁶,⁷ వంటి దీర్ఘకాలిక విశ్వసనీయత సమస్యలతో బాధపడుతున్నాయి, వీటిలో అత్యంత ముఖ్యమైన విశ్వసనీయత సమస్యలలో ఒకటి బైపోలార్ డిగ్రేడేషన్²,⁸,⁹,¹⁰,¹¹. ఈ బైపోలార్ డిగ్రేడేషన్ 20 సంవత్సరాల క్రితమే కనుగొనబడింది మరియు SiC పరికరాల తయారీలో ఇది చాలా కాలంగా ఒక సమస్యగా ఉంది.
4H-SiC స్ఫటికాలలో, పునఃసంయోగ వృద్ధి చెందిన డిస్లోకేషన్ గ్లైడ్ (REDG) ద్వారా వ్యాపించే బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్స్ (BPDలు) వల్ల కలిగే ఒకే షాక్లీ స్టాక్ లోపం (1SSF) కారణంగా బైపోలార్ క్షీణత సంభవిస్తుంది¹²,¹³,¹⁴,¹⁵,¹⁶,¹⁷,¹⁸,¹⁹. అందువల్ల, BPD వ్యాప్తిని 1SSFకి అణచివేస్తే, 4H-SiC పవర్ పరికరాలను బైపోలార్ క్షీణత లేకుండా తయారు చేయవచ్చు. BPD వ్యాప్తిని అణచివేయడానికి, BPD నుండి థ్రెడ్ ఎడ్జ్ డిస్లోకేషన్ (TED) పరివర్తన వంటి అనేక పద్ధతులు నివేదించబడ్డాయి²⁰,²¹,²²,²³,²⁴. ఇటీవలి SiC ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్లలో, ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల యొక్క ప్రారంభ దశలో BPD, TEDగా మారడం వలన, BPD ప్రధానంగా సబ్‌స్ట్రేట్‌లో ఉంటుంది కానీ ఎపిటాక్సియల్ పొరలో ఉండదు. అందువల్ల, బైపోలార్ క్షీణతకు సంబంధించిన మిగిలిన సమస్య సబ్‌స్ట్రేట్‌లో BPD పంపిణీ²⁵,²⁶,²⁷. సబ్‌స్ట్రేట్‌లో BPD విస్తరణను అణచివేయడానికి, డ్రిఫ్ట్ లేయర్ మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ మధ్య "మిశ్రమ బలవర్ధక పొర"ను చేర్చడం ఒక ప్రభావవంతమైన పద్ధతిగా ప్రతిపాదించబడింది28, 29, 30, 31. ఈ పొర ఎపిటాక్సియల్ లేయర్ మరియు SiC సబ్‌స్ట్రేట్‌లో ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జంట పునఃసంయోగం యొక్క సంభావ్యతను పెంచుతుంది. ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జంటల సంఖ్యను తగ్గించడం వలన సబ్‌స్ట్రేట్‌లో REDG నుండి BPDకి దారితీసే చోదక శక్తి తగ్గుతుంది, కాబట్టి మిశ్రమ బలవర్ధక పొర బైపోలార్ క్షీణతను అణచివేయగలదు. ఒక పొరను చేర్చడం వలన వేఫర్ల ఉత్పత్తిలో అదనపు ఖర్చులు వస్తాయని, మరియు ఒక పొరను చేర్చకుండా కేవలం క్యారియర్ జీవితకాలాన్ని నియంత్రించడం ద్వారా ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జంటల సంఖ్యను తగ్గించడం కష్టమని గమనించాలి. అందువల్ల, పరికర తయారీ ఖర్చు మరియు దిగుబడి మధ్య మెరుగైన సమతుల్యతను సాధించడానికి ఇతర అణచివేత పద్ధతులను అభివృద్ధి చేయవలసిన బలమైన అవసరం ఇంకా ఉంది.
BPD ని 1SSF వరకు విస్తరించడానికి పాక్షిక డిస్లోకేషన్ల (PDలు) కదలిక అవసరం కాబట్టి, బైపోలార్ క్షీణతను నిరోధించడానికి PD ని పిన్ చేయడం ఒక ఆశాజనకమైన పద్ధతి. లోహ మలినాల ద్వారా PD పిన్నింగ్ గురించి నివేదించబడినప్పటికీ, 4H-SiC సబ్‌స్ట్రేట్‌లలోని FPDలు ఎపిటాక్సియల్ పొర ఉపరితలం నుండి 5 μm కంటే ఎక్కువ దూరంలో ఉంటాయి. అదనంగా, SiCలో ఏ లోహం యొక్క వ్యాపన గుణకం అయినా చాలా తక్కువగా ఉన్నందున, లోహ మలినాలు సబ్‌స్ట్రేట్‌లోకి వ్యాపించడం కష్టం34. లోహాల సాపేక్షంగా పెద్ద పరమాణు ద్రవ్యరాశి కారణంగా, లోహాల అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్ కూడా కష్టం. దీనికి విరుద్ధంగా, అత్యంత తేలికైన మూలకమైన హైడ్రోజన్ విషయంలో, ఒక MeV-తరగతి యాక్సిలరేటర్‌ను ఉపయోగించి అయాన్లను (ప్రోటాన్లను) 4H-SiC లోకి 10 µm కంటే ఎక్కువ లోతు వరకు ఇంప్లాంట్ చేయవచ్చు. అందువల్ల, ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ PD పిన్నింగ్‌ను ప్రభావితం చేస్తే, దానిని సబ్‌స్ట్రేట్‌లో BPD వ్యాప్తిని అణచివేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. అయితే, ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ 4H-SiC ని దెబ్బతీసి, పరికర పనితీరు తగ్గడానికి దారితీయవచ్చు37,38,39,40.
ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ కారణంగా పరికరం క్షీణతను అధిగమించడానికి, నష్టాన్ని సరిచేయడానికి అధిక-ఉష్ణోగ్రత అనీలింగ్‌ను ఉపయోగిస్తారు, ఇది పరికర ప్రాసెసింగ్‌లో యాక్సెప్టర్ అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్ తర్వాత సాధారణంగా ఉపయోగించే అనీలింగ్ పద్ధతిని పోలి ఉంటుంది¹,⁴⁰,⁴¹,⁴². సెకండరీ అయాన్ మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ (SIMS)⁴³ అధిక-ఉష్ణోగ్రత అనీలింగ్ కారణంగా హైడ్రోజన్ వ్యాప్తిని నివేదించినప్పటికీ, SIMS ఉపయోగించి PR యొక్క పిన్నింగ్‌ను గుర్తించడానికి FD సమీపంలోని హైడ్రోజన్ అణువుల సాంద్రత మాత్రమే సరిపోకపోవచ్చు. అందువల్ల, ఈ అధ్యయనంలో, మేము అధిక ఉష్ణోగ్రత అనీలింగ్‌తో సహా పరికర ఫ్యాబ్రికేషన్ ప్రక్రియకు ముందు 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్‌లలోకి ప్రోటాన్‌లను ఇంప్లాంట్ చేశాము. మేము PiN డయోడ్‌లను ప్రయోగాత్మక పరికర నిర్మాణాలుగా ఉపయోగించి, వాటిని ప్రోటాన్-ఇంప్లాంట్ చేయబడిన 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్‌లపై ఫ్యాబ్రికేట్ చేశాము. ఆ తర్వాత, ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్ కారణంగా పరికర పనితీరు క్షీణతను అధ్యయనం చేయడానికి మేము వోల్ట్-ఆంపియర్ లక్షణాలను గమనించాము. తదనంతరం, PiN డయోడ్‌కు విద్యుత్ వోల్టేజ్‌ను వర్తింపజేసిన తర్వాత ఎలక్ట్రోల్యూమినిసెన్స్ (EL) చిత్రాలలో 1SSF యొక్క విస్తరణను మేము గమనించాము. చివరగా, 1SSF విస్తరణ అణచివేతపై ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్ ప్రభావాన్ని మేము నిర్ధారించాము.
పల్స్డ్ కరెంట్‌కు ముందు ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్‌తో మరియు లేకుండా ఉన్న ప్రాంతాలలో, గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద PiN డయోడ్‌ల యొక్క కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణాలను (CVCలు) పటం 1 చూపిస్తుంది. డయోడ్‌ల మధ్య IV లక్షణాలు ఒకేలా ఉన్నప్పటికీ, ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్‌తో ఉన్న PiN డయోడ్‌లు, ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్ లేని డయోడ్‌ల మాదిరిగానే రెక్టిఫికేషన్ లక్షణాలను చూపుతాయి. ఇంజెక్షన్ పరిస్థితుల మధ్య వ్యత్యాసాన్ని సూచించడానికి, మేము 2.5 A/cm2 (100 mAకు సమానమైన) ఫార్వర్డ్ కరెంట్ సాంద్రత వద్ద వోల్టేజ్ ఫ్రీక్వెన్సీని పటం 2లో చూపిన విధంగా ఒక స్టాటిస్టికల్ ప్లాట్‌గా గీసాము. సాధారణ పంపిణీ ద్వారా ఉజ్జాయింపు చేయబడిన వక్రరేఖను చుక్కల గీతతో కూడా సూచించాము. వక్రరేఖల శిఖరాల నుండి గమనించినట్లుగా, 1014 మరియు 1016 cm-2 ప్రోటాన్ డోస్‌ల వద్ద ఆన్-రెసిస్టెన్స్ కొద్దిగా పెరుగుతుంది, అయితే 1012 cm-2 ప్రోటాన్ డోస్‌తో ఉన్న PiN డయోడ్, ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ లేకుండా ఉన్న డయోడ్ మాదిరిగానే దాదాపు అదే లక్షణాలను చూపుతుంది. మునుపటి అధ్యయనాలు37,38,39లో వివరించినట్లుగా, ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ వల్ల కలిగే నష్టం కారణంగా ఏకరీతి ఎలక్ట్రోల్యూమినిసెన్స్‌ను ప్రదర్శించని PiN డయోడ్‌ల తయారీ తర్వాత మేము ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్‌ను కూడా నిర్వహించాము (మూర్తి S1లో చూపిన విధంగా). అందువల్ల, Al యాక్సెప్టర్‌ను యాక్టివేట్ చేయడానికి పరికరాలను తయారు చేయడానికి Al అయాన్ల ఇంప్లాంటేషన్ తర్వాత 1600 °C వద్ద ఎనీలింగ్ చేయడం ఒక అవసరమైన ప్రక్రియ. ఇది ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ వల్ల కలిగే నష్టాన్ని సరిచేయగలదు, ఇది ఇంప్లాంట్ చేయబడిన మరియు ఇంప్లాంట్ చేయబడని ప్రోటాన్ PiN డయోడ్‌ల మధ్య CVCలను సమానంగా చేస్తుంది. -5 V వద్ద రివర్స్ కరెంట్ ఫ్రీక్వెన్సీ కూడా మూర్తి S2లో ప్రదర్శించబడింది, ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్‌తో మరియు లేకుండా ఉన్న డయోడ్‌ల మధ్య గణనీయమైన తేడా లేదు.
గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ప్రోటాన్‌లను ప్రవేశపెట్టినప్పుడు మరియు ప్రవేశపెట్టనప్పుడు PiN డయోడ్‌ల వోల్ట్-ఆంపియర్ లక్షణాలు. లెజెండ్ ప్రోటాన్‌ల మోతాదును సూచిస్తుంది.
ఇంజెక్ట్ చేయబడిన మరియు ఇంజెక్ట్ చేయబడని ప్రోటాన్‌లతో కూడిన PiN డయోడ్‌ల కోసం 2.5 A/cm2 డైరెక్ట్ కరెంట్ వద్ద వోల్టేజ్ ఫ్రీక్వెన్సీ. చుక్కల గీత సాధారణ పంపిణీకి అనుగుణంగా ఉంటుంది.
పటం 3, వోల్టేజ్ తర్వాత 25 A/cm2 కరెంట్ సాంద్రత కలిగిన PiN డయోడ్ యొక్క EL చిత్రాన్ని చూపుతుంది. పల్స్డ్ కరెంట్ లోడ్‌ను వర్తింపజేయడానికి ముందు, పటం 3. C2లో చూపిన విధంగా డయోడ్ యొక్క ముదురు ప్రాంతాలు గమనించబడలేదు. అయితే, పటం 3aలో చూపిన విధంగా, ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ లేని PiN డయోడ్‌లో, విద్యుత్ వోల్టేజ్‌ను వర్తింపజేసిన తర్వాత లేత అంచులతో కూడిన అనేక ముదురు చారల ప్రాంతాలు గమనించబడ్డాయి. ఇటువంటి కడ్డీ ఆకారపు ముదురు ప్రాంతాలు సబ్‌స్ట్రేట్28,29లోని BPD నుండి విస్తరించి ఉన్న 1SSF యొక్క EL చిత్రాలలో గమనించబడతాయి. బదులుగా, పటం 3b–dలో చూపిన విధంగా, ఇంప్లాంట్ చేయబడిన ప్రోటాన్‌లతో కూడిన PiN డయోడ్‌లలో కొన్ని విస్తరించిన స్టాకింగ్ ఫాల్ట్‌లు గమనించబడ్డాయి. ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్ లేకుండా PiN డయోడ్‌లోని కాంటాక్ట్‌ల పరిధిలో BPD నుండి సబ్‌స్ట్రేట్‌కు కదలగల PRల ఉనికిని మేము ఎక్స్-రే టోపోగ్రఫీని ఉపయోగించి నిర్ధారించాము (Fig. 4: పై ఎలక్ట్రోడ్‌ను తొలగించకుండా తీసిన ఈ చిత్రంలో, ఎలక్ట్రోడ్‌ల కింద ఉన్న PR కనిపించదు). అందువల్ల, EL చిత్రంలోని ముదురు ప్రాంతం సబ్‌స్ట్రేట్‌లోని విస్తరించిన 1SSF BPDకి అనుగుణంగా ఉంటుంది. ఇతర లోడ్ చేయబడిన PiN డయోడ్‌ల EL చిత్రాలు ఫిగర్ 1 మరియు 2లో చూపబడ్డాయి. విస్తరించిన ముదురు ప్రాంతాలతో మరియు లేకుండా ఉన్న వీడియోలు S3-S6 (ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్ లేకుండా మరియు 10¹⁴ cm⁻² వద్ద ఇంప్లాంట్ చేయబడిన PiN డయోడ్‌ల యొక్క కాలంతో మారుతున్న EL చిత్రాలు) కూడా అనుబంధ సమాచారంలో చూపబడ్డాయి.
2 గంటల విద్యుత్ ఒత్తిడి తర్వాత 25 A/cm2 వద్ద PiN డయోడ్‌ల EL చిత్రాలు (a) ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ లేకుండా మరియు (b) 1012 cm-2, (c) 1014 cm-2 మరియు (d) 1016 cm-2 ప్రోటాన్‌ల ఇంప్లాంట్ చేయబడిన మోతాదులతో.
పటం 5లో చూపిన విధంగా, ప్రతి పరిస్థితికి మూడు PiN డయోడ్‌లలో ప్రకాశవంతమైన అంచులు గల చీకటి ప్రాంతాలను లెక్కించడం ద్వారా మేము విస్తరించిన 1SSF యొక్క సాంద్రతను గణించాము. ప్రోటాన్ డోస్ పెరిగేకొద్దీ విస్తరించిన 1SSF యొక్క సాంద్రత తగ్గుతుంది, మరియు 10¹² cm⁻² డోస్ వద్ద కూడా, విస్తరించిన 1SSF యొక్క సాంద్రత ఇంప్లాంట్ చేయని PiN డయోడ్‌లో కంటే గణనీయంగా తక్కువగా ఉంటుంది.
పల్స్డ్ కరెంట్‌తో లోడ్ చేసిన తర్వాత ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్‌తో మరియు లేకుండా SF PiN డయోడ్‌ల సాంద్రతలు పెరిగాయి (ప్రతి స్థితిలో మూడు లోడ్ చేయబడిన డయోడ్‌లు ఉన్నాయి).
క్యారియర్ జీవితకాలాన్ని తగ్గించడం కూడా వ్యాకోచ నిరోధాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది, మరియు ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్ క్యారియర్ జీవితకాలాన్ని తగ్గిస్తుంది32,36. ఇంజెక్ట్ చేయబడిన ప్రోటాన్‌లతో 60 µm మందం గల ఎపిటాక్సియల్ పొరలో 1014 cm-2 క్యారియర్ జీవితకాలాలను మేము గమనించాము. ప్రారంభ క్యారియర్ జీవితకాలం నుండి, ఇంప్లాంట్ విలువను ~10%కి తగ్గించినప్పటికీ, తదుపరి ఎనీలింగ్ దానిని ~50%కి పునరుద్ధరిస్తుంది, ఇది Fig. S7లో చూపబడింది. అందువల్ల, ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ కారణంగా తగ్గిన క్యారియర్ జీవితకాలం, అధిక-ఉష్ణోగ్రత ఎనీలింగ్ ద్వారా పునరుద్ధరించబడుతుంది. క్యారియర్ జీవితంలో 50% తగ్గింపు స్టాకింగ్ ఫాల్ట్‌ల వ్యాప్తిని కూడా అణచివేసినప్పటికీ, సాధారణంగా క్యారియర్ జీవితంపై ఆధారపడి ఉండే I–V లక్షణాలు, ఇంజెక్ట్ చేయబడిన మరియు ఇంప్లాంట్ చేయని డయోడ్‌ల మధ్య స్వల్ప తేడాలను మాత్రమే చూపుతాయి. అందువల్ల, 1SSF వ్యాకోచాన్ని నిరోధించడంలో PD యాంకరింగ్ పాత్ర పోషిస్తుందని మేము నమ్ముతున్నాము.
మునుపటి అధ్యయనాలలో నివేదించినట్లుగా, 1600°C వద్ద అనీలింగ్ చేసిన తర్వాత SIMS హైడ్రోజన్‌ను గుర్తించనప్పటికీ, చిత్రాలు 1 మరియు 4లో చూపిన విధంగా, 1SSF వ్యాకోచాన్ని అణచివేయడంలో ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ ప్రభావాన్ని మేము గమనించాము. 3, 4. అందువల్ల, SIMS యొక్క గుర్తింపు పరిమితి (2 × 1016 cm-3) కంటే తక్కువ సాంద్రత కలిగిన హైడ్రోజన్ అణువుల ద్వారా లేదా ఇంప్లాంటేషన్ ద్వారా ప్రేరేపించబడిన పాయింట్ లోపాల ద్వారా PD స్థిరంగా ఉందని మేము నమ్ముతున్నాము. సర్జ్ కరెంట్ లోడ్ తర్వాత 1SSF పొడవు పెరగడం వల్ల ఆన్-స్టేట్ రెసిస్టెన్స్‌లో పెరుగుదలను మేము నిర్ధారించలేదని గమనించాలి. ఇది మా ప్రక్రియను ఉపయోగించి చేసిన అసంపూర్ణ ఓమిక్ కాంటాక్ట్‌ల వల్ల కావచ్చు, వీటిని సమీప భవిష్యత్తులో తొలగించబడుతుంది.
ముగింపుగా, మేము పరికర తయారీకి ముందు ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్‌ను ఉపయోగించి 4H-SiC PiN డయోడ్‌లలో BPDని 1SSF వరకు విస్తరించడానికి ఒక క్వెంచింగ్ పద్ధతిని అభివృద్ధి చేశాము. ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ సమయంలో I–V లక్షణం యొక్క క్షీణత చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, ముఖ్యంగా 10¹² cm⁻² ప్రోటాన్ డోస్ వద్ద, కానీ 1SSF విస్తరణను అణచివేసే ప్రభావం గణనీయంగా ఉంటుంది. ఈ అధ్యయనంలో మేము 10 µm లోతు వరకు ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్‌తో 10 µm మందం గల PiN డయోడ్‌లను తయారు చేసినప్పటికీ, ఇంప్లాంటేషన్ పరిస్థితులను మరింతగా ఆప్టిమైజ్ చేసి, వాటిని ఇతర రకాల 4H-SiC పరికరాల తయారీకి వర్తింపజేయడం ఇప్పటికీ సాధ్యమే. ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ సమయంలో పరికర తయారీకి అయ్యే అదనపు ఖర్చులను పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి, కానీ అవి 4H-SiC పవర్ పరికరాల ప్రధాన తయారీ ప్రక్రియ అయిన అల్యూమినియం అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్‌కు అయ్యే ఖర్చుల మాదిరిగానే ఉంటాయి. అందువల్ల, పరికర ప్రాసెసింగ్‌కు ముందు ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ అనేది క్షీణత లేకుండా 4H-SiC బైపోలార్ పవర్ పరికరాలను తయారు చేయడానికి ఒక సంభావ్య పద్ధతి.
10 µm ఎపిటాక్సియల్ పొర మందం మరియు 1 × 10¹⁶ cm⁻³ డోనర్ డోపింగ్ గాఢత కలిగిన 4-అంగుళాల n-రకం 4H-SiC వేఫర్‌ను నమూనాగా ఉపయోగించారు. పరికరాన్ని ప్రాసెస్ చేయడానికి ముందు, గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద 0.95 MeV త్వరణ శక్తితో H⁺ అయాన్‌లను ప్లేట్ ఉపరితలానికి లంబ కోణంలో సుమారు 10 μm లోతు వరకు ప్లేట్‌లోకి ఇంప్లాంట్ చేశారు. ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ సమయంలో, ప్లేట్‌పై ఒక మాస్క్‌ను ఉపయోగించారు, మరియు ఆ ప్లేట్‌లో 10¹², 10¹⁴, లేదా 10¹⁶ cm⁻² ప్రోటాన్ డోస్ ఉన్న మరియు లేని విభాగాలు ఉన్నాయి. తరువాత, 1020 మరియు 1017 cm–3 ప్రోటాన్ మోతాదులతో Al అయాన్‌లను మొత్తం వేఫర్‌పై ఉపరితలం నుండి 0–0.2 µm మరియు 0.2–0.5 µm లోతు వరకు ఇంప్లాంట్ చేశారు, ఆ తర్వాత ap-రకం పొరను ఏర్పరచడానికి కార్బన్ క్యాప్‌ను ఏర్పరచడానికి 1600°C వద్ద ఎనీలింగ్ చేశారు. తదనంతరం, సబ్‌స్ట్రేట్ వైపు వెనుక వైపు Ni కాంటాక్ట్‌ను డిపాజిట్ చేయగా, ఫోటోలిథోగ్రఫీ మరియు పీల్ ప్రక్రియ ద్వారా ఏర్పడిన 2.0 mm × 2.0 mm దువ్వెన ఆకారపు Ti/Al ముందు వైపు కాంటాక్ట్‌ను ఎపిటాక్సియల్ పొర వైపు డిపాజిట్ చేశారు. చివరగా, 700 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద కాంటాక్ట్ ఎనీలింగ్ నిర్వహించబడింది. వేఫర్‌ను చిప్‌లుగా కత్తిరించిన తర్వాత, మేము స్ట్రెస్ క్యారెక్టరైజేషన్ మరియు అప్లికేషన్‌ను నిర్వహించాము.
తయారు చేయబడిన PiN డయోడ్‌ల యొక్క I–V లక్షణాలను HP4155B సెమీకండక్టర్ పారామీటర్ ఎనలైజర్‌ను ఉపయోగించి పరిశీలించారు. విద్యుత్ ఒత్తిడిగా, 10 పల్స్‌లు/సెకను పౌనఃపున్యంతో 2 గంటల పాటు 212.5 A/cm2 యొక్క 10-మిల్లీసెకన్ల పల్స్డ్ కరెంట్‌ను ప్రవేశపెట్టారు. మేము తక్కువ కరెంట్ సాంద్రత లేదా పౌనఃపున్యాన్ని ఎంచుకున్నప్పుడు, ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్ లేని PiN డయోడ్‌లో కూడా 1SSF విస్తరణను గమనించలేదు. వర్తింపజేసిన విద్యుత్ వోల్టేజ్ సమయంలో, ఉద్దేశపూర్వక తాపనం లేకుండా PiN డయోడ్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత సుమారు 70°C ఉంటుంది, ఇది చిత్రం S8లో చూపబడింది. 25 A/cm2 కరెంట్ సాంద్రత వద్ద విద్యుత్ ఒత్తిడికి ముందు మరియు తరువాత ఎలక్ట్రోల్యూమినెసెంట్ చిత్రాలు పొందబడ్డాయి. ఐచి సింక్రోట్రాన్ రేడియేషన్ సెంటర్‌లో మోనోక్రోమాటిక్ ఎక్స్-రే కిరణపుంజాన్ని (λ = 0.15 nm) ఉపయోగించి సింక్రోట్రాన్ రిఫ్లెక్షన్ గ్రేజింగ్ ఇన్సిడెన్స్ ఎక్స్-రే టోపోగ్రఫీ, BL8S2లోని ag వెక్టర్ -1-128 లేదా 11-28 (వివరాల కోసం రెఫ్. 44 చూడండి). ).
PiN డయోడ్ యొక్క ప్రతి స్థితి యొక్క CVC ప్రకారం, 2.5 A/cm2 ఫార్వర్డ్ కరెంట్ సాంద్రత వద్ద వోల్టేజ్ ఫ్రీక్వెన్సీని పటం 2లో 0.5 V విరామంతో సంగ్రహించబడింది. స్ట్రెస్ Vave యొక్క సగటు విలువ మరియు స్ట్రెస్ యొక్క ప్రామాణిక విచలనం σ నుండి, కింది సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి పటం 2లో చుక్కల గీత రూపంలో ఒక సాధారణ పంపిణీ వక్రరేఖను గీస్తాము:
అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు కఠినమైన వాతావరణ అనువర్తనాల కోసం పదార్థాలు, మైక్రోసెన్సార్లు, వ్యవస్థలు మరియు పరికరాలపై వెర్నర్, MR & ఫార్నర్, WR సమీక్ష. అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు కఠినమైన వాతావరణ అనువర్తనాల కోసం పదార్థాలు, మైక్రోసెన్సార్లు, వ్యవస్థలు మరియు పరికరాలపై వెర్నర్, MR & ఫార్నర్, WR సమీక్ష.వెర్నర్, MR మరియు ఫార్నర్, WR అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు కఠినమైన వాతావరణాలలో ఉపయోగించే పదార్థాలు, మైక్రోసెన్సార్లు, వ్యవస్థలు మరియు పరికరాల అవలోకనం. వెర్నెర్, MR & ఫార్నర్, WR వెర్నర్, MR & ఫార్నర్, WR అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు ప్రతికూల పర్యావరణ అనువర్తనాల కోసం పదార్థాలు, మైక్రోసెన్సార్లు, వ్యవస్థలు మరియు పరికరాల సమీక్ష.వెర్నర్, MR మరియు ఫార్నర్, WR అధిక ఉష్ణోగ్రతలు మరియు కఠినమైన పరిస్థితులలో ఉపయోగించే పదార్థాలు, మైక్రోసెన్సార్లు, వ్యవస్థలు మరియు పరికరాల అవలోకనం.IEEE ట్రాన్స్. ఇండస్ట్రియల్ ఎలక్ట్రానిక్స్. 48, 249–257 (2001).
కిమోటో, టి. & కూపర్, జె.ఎ. సిలికాన్ కార్బైడ్ టెక్నాలజీ యొక్క ప్రాథమిక అంశాలు: పెరుగుదల, లక్షణీకరణ, పరికరాలు మరియు అనువర్తనాలు సంపుటి. కిమోటో, టి. & కూపర్, జె.ఎ. సిలికాన్ కార్బైడ్ టెక్నాలజీ యొక్క ప్రాథమిక అంశాలు: పెరుగుదల, లక్షణీకరణ, పరికరాలు మరియు అనువర్తనాలు సంపుటి.కిమోటో, టి. మరియు కూపర్, జె.ఎ. సిలికాన్ కార్బైడ్ టెక్నాలజీ యొక్క ప్రాథమిక అంశాలు: పెరుగుదల, లక్షణాలు, పరికరాలు మరియు అనువర్తనాలు సంపుటి. కిమోటో, టి. & కూపర్, JA 碳化硅技术基础碳化硅技术基础 కిమోటో, టి. & కూపర్, జె.ఎ. కార్బన్ కెమికల్ సిలికాన్ టెక్నాలజీ బేస్: పెరుగుదల, వివరణ, పరికరాలు మరియు అప్లికేషన్ పరిమాణం.కిమోటో, టి. మరియు కూపర్, జె. సిలికాన్ కార్బైడ్ టెక్నాలజీ యొక్క ప్రాథమిక అంశాలు: పెరుగుదల, లక్షణాలు, పరికరాలు మరియు అనువర్తనాలు సంపుటి.252 (వైలీ సింగపూర్ పిటిఇ లిమిటెడ్, 2014).
వెలియాడిస్, వి. SiC యొక్క భారీ స్థాయి వాణిజ్యీకరణ: యథాతథ స్థితి మరియు అధిగమించాల్సిన అడ్డంకులు. ఆల్మా మేటర్. ది సైన్స్. ఫోరమ్ 1062, 125–130 (2022).
బ్రౌటన్, జె., స్మెట్, వి., తుమ్మల, ఆర్.ఆర్. & జోషి, వై.కె. ట్రాక్షన్ ప్రయోజనాల కోసం ఆటోమోటివ్ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ కొరకు థర్మల్ ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీల సమీక్ష. బ్రౌటన్, జె., స్మెట్, వి., తుమ్మల, ఆర్.ఆర్. & జోషి, వై.కె. ట్రాక్షన్ ప్రయోజనాల కోసం ఆటోమోటివ్ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ కొరకు థర్మల్ ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీల సమీక్ష.బ్రౌటన్, జె., స్మెట్, వి., తుమ్మల, ఆర్.ఆర్ మరియు జోషి, వై.కె. ట్రాక్షన్ ప్రయోజనాల కోసం ఆటోమోటివ్ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ కొరకు థర్మల్ ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీల అవలోకనం. బ్రౌటన్, J., Smet, V., తుమ్మల, RR & జోషి, YK 用于牵引目的的汽车电力电子热封装技术的回顾。 బ్రౌటన్, J., Smet, V., తుమ్మల, RR & జోషి, YKబ్రౌటన్, జె., స్మెట్, వి., తుమ్మల, ఆర్.ఆర్ మరియు జోషి, వై.కె. ట్రాక్షన్ ప్రయోజనాల కోసం ఆటోమోటివ్ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ కొరకు థర్మల్ ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీ యొక్క అవలోకనం.జె. ఎలక్ట్రాన్. ప్యాకేజ్. ట్రాన్స్. ASME 140, 1-11 (2018).
సతో, కె., కాటో, హెచ్. & ఫుకుషిమా, టి. తదుపరి తరం షింకన్సెన్ హై-స్పీడ్ రైళ్ల కోసం SiC అప్లైడ్ ట్రాక్షన్ సిస్టమ్ అభివృద్ధి. సతో, కె., కాటో, హెచ్. & ఫుకుషిమా, టి. తదుపరి తరం షింకన్సెన్ హై-స్పీడ్ రైళ్ల కోసం SiC అప్లైడ్ ట్రాక్షన్ సిస్టమ్ అభివృద్ధి.సతో కె., కాటో హెచ్. మరియు ఫుకుషిమా టి. తదుపరి తరం హై-స్పీడ్ షింకన్సెన్ రైళ్ల కోసం ఒక అనువర్తిత SiC ట్రాక్షన్ వ్యవస్థ అభివృద్ధి.సాటో కె., కాటో హెచ్. మరియు ఫుకుషిమా టి. తదుపరి తరం హై-స్పీడ్ షింకన్సెన్ రైళ్ల కోసం SiC అప్లికేషన్ల కొరకు ట్రాక్షన్ సిస్టమ్ అభివృద్ధి. అపెండిక్స్ IEEJ J. Ind. 9, 453–459 (2020).
సెన్జాకి, జె., హయాషి, ఎస్., యోనెజావా, వై. & ఒకుమురా, హెచ్. అత్యంత విశ్వసనీయమైన SiC పవర్ పరికరాలను రూపొందించడంలో సవాళ్లు: SiC వేఫర్‌ల ప్రస్తుత స్థితి మరియు సమస్యల నుండి. సెన్జాకి, జె., హయాషి, ఎస్., యోనెజావా, వై. & ఒకుమురా, హెచ్. అత్యంత విశ్వసనీయమైన SiC పవర్ పరికరాలను రూపొందించడంలో సవాళ్లు: SiC వేఫర్‌ల ప్రస్తుత స్థితి మరియు సమస్యల నుండి.సెన్జాకి, జె., హయాషి, ఎస్., యోనెజావా, వై. మరియు ఒకుమురా, హెచ్. అత్యంత విశ్వసనీయమైన SiC పవర్ పరికరాల అమలులో సమస్యలు: ప్రస్తుత స్థితి మరియు వేఫర్ SiC సమస్య నుండి ప్రారంభించి. సెన్జాకి, జె., హయాషి, ఎస్., యోనెజావా, వై. & ఒకుమురా, హెచ్. Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. SiC పవర్ పరికరాలలో అధిక విశ్వసనీయతను సాధించే సవాలు: SiC నుండి 晶圆的电视和问题设计。సెన్జాకి జె, హయాషి ఎస్, యోనెజావా వై. మరియు ఒకుమురా హెచ్. సిలికాన్ కార్బైడ్ ఆధారిత అధిక విశ్వసనీయత గల పవర్ పరికరాల అభివృద్ధిలో సవాళ్లు: సిలికాన్ కార్బైడ్ వేఫర్‌లతో సంబంధం ఉన్న స్థితి మరియు సమస్యల సమీక్ష.2018 IEEE ఇంటర్నేషనల్ సింపోజియం ఆన్ రిలయబిలిటీ ఫిజిక్స్ (IRPS)లో. (సెంజాకి, జె. మరియు ఇతరులు. సంపాదకులు) 3B.3-1-3B.3-6 (IEEE, 2018).
కిమ్, డి. & సంగ్, డబ్ల్యూ. ఛానలింగ్ ఇంప్లాంటేషన్ ద్వారా అమలు చేయబడిన డీప్ పి-వెల్‌ను ఉపయోగించి 1.2kV 4H-SiC MOSFET కోసం మెరుగైన షార్ట్-సర్క్యూట్ దృఢత్వం. కిమ్, డి. & సంగ్, డబ్ల్యూ. ఛానలింగ్ ఇంప్లాంటేషన్ ద్వారా అమలు చేయబడిన డీప్ పి-వెల్‌ను ఉపయోగించి 1.2kV 4H-SiC MOSFET కోసం మెరుగైన షార్ట్-సర్క్యూట్ దృఢత్వం.కిమ్, డి. మరియు సంగ్, వి. ఛానల్ ఇంప్లాంటేషన్ ద్వారా అమలు చేయబడిన డీప్ పి-వెల్ ఉపయోగించి 1.2 kV 4H-SiC MOSFET కోసం మెరుగైన షార్ట్-సర్క్యూట్ ఇమ్యూనిటీ. కిమ్, D. & సంగ్, W. 使用通过沟道注入实现的深P 阱提高了1.2kV 4H-SiC MOSFET కిమ్, D. & సంగ్, W. P 阱提高了1.2kV 4H-SiC MOSFETకిమ్, డి. మరియు సంగ్, వి. ఛానల్ ఇంప్లాంటేషన్ ద్వారా లోతైన P-వెల్స్‌ను ఉపయోగించి 1.2 kV 4H-SiC MOSFETల యొక్క మెరుగైన షార్ట్-సర్క్యూట్ టాలరెన్స్.IEEE ఎలక్ట్రానిక్ డివైసెస్ లెట్. 42, 1822–1825 (2021).
స్కోవ్రోన్స్కి M. మరియు ఇతరులు. ఫార్వర్డ్-బయాస్డ్ 4H-SiC pn డయోడ్లలో లోపాల పునఃసంయోగ-మెరుగుపరచబడిన చలనం. J. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్. 92, 4699–4704 (2002).
హా, ఎస్., మియెస్జ్‌కోవ్‌స్కీ, పి., స్కోవ్రోన్స్కి, ఎం. & రోలాండ్, ఎల్.బి. 4H సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సీలో డిస్లోకేషన్ మార్పిడి. హా, ఎస్., మియెస్జ్‌కోవ్‌స్కీ, పి., స్కోవ్రోన్స్కి, ఎం. & రోలాండ్, ఎల్.బి. 4H సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సీలో డిస్లోకేషన్ మార్పిడి.Ha S., Meszkowski P., Skowronski M. మరియు Rowland LB 4H సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సీ సమయంలో డిస్లోకేషన్ పరివర్తన. హా, ఎస్., మీజ్‌కోవ్‌స్కీ, పి., స్కోరోన్స్‌కి, ఎం. & రోలాండ్, ఎల్‌బి 4హెచ్ 碳化硅外延中的位错转换。 హా, ఎస్., మీజ్‌కోవ్‌స్కీ, పి., స్కోరోన్స్‌కి, ఎం. & రోలాండ్, ఎల్‌బి 4హెచ్ హా, ఎస్., మెస్కోవ్స్కీ, పి., స్కోవ్రోన్స్కి, ఎం. & రోలాండ్, ఎల్బిసిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సీలో డిస్లోకేషన్ ట్రాన్సిషన్ 4H.జె. క్రిస్టల్. గ్రోత్ 244, 257–266 (2002).
స్కోవ్రోన్స్కి, M. & హా, S. షట్కోణ సిలికాన్-కార్బైడ్ ఆధారిత బైపోలార్ పరికరాల క్షీణత. స్కోవ్రోన్స్కి, M. & హా, S. షట్కోణ సిలికాన్-కార్బైడ్ ఆధారిత బైపోలార్ పరికరాల క్షీణత.స్కోవ్రోన్స్కి M. మరియు హా S. సిలికాన్ కార్బైడ్ ఆధారిత షట్కోణ బైపోలార్ పరికరాల క్షీణత. స్కోవ్రోన్స్కి, M. & హా, S. 六方碳化硅基双极器件的降解。 స్కోవ్రోన్స్కి ఎం. & హా ఎస్.స్కోవ్రోన్స్కి M. మరియు హా S. సిలికాన్ కార్బైడ్ ఆధారిత షట్కోణ బైపోలార్ పరికరాల క్షీణత.జె. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్ 99, 011101 (2006).
అగర్వాల్, ఎ., ఫాతిమా, హెచ్., హనీ, ఎస్. & ర్యు, ఎస్.-హెచ్. అగర్వాల్, ఎ., ఫాతిమా, హెచ్., హనీ, ఎస్. & ర్యు, ఎస్.-హెచ్.అగర్వాల్ ఎ., ఫాతిమా హెచ్., హెయిని ఎస్. మరియు ర్యు ఎస్.-హెచ్. అగర్వాల్, ఎ., ఫాతిమా, హెచ్., హనీ, ఎస్. & ర్యు, ఎస్.-హెచ్. అగర్వాల్, ఎ., ఫాతిమా, హెచ్., హనీ, ఎస్. & ర్యు, ఎస్.-హెచ్.అగర్వాల్ ఎ., ఫాతిమా హెచ్., హెయిని ఎస్. మరియు ర్యు ఎస్.-హెచ్.అధిక-వోల్టేజ్ SiC పవర్ MOSFETల కోసం ఒక కొత్త క్షీణత యంత్రాంగం. IEEE ఎలక్ట్రానిక్ డివైసెస్ లెట్. 28, 587–589 (2007).
కాల్డ్‌వెల్, జెడి, స్టాల్‌బుష్, ఆర్ఈ, అంకోనా, ఎంజి, గ్లెమ్‌బోకి, ఓజె & హోబార్ట్, కెడి 4H–SiC లో పునఃసంయోగ-ప్రేరిత స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ చలనానికి చోదక శక్తిపై. 4H-SiC లో పునఃసంయోగ-ప్రేరిత స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ చలనానికి చోదక శక్తిపై కాల్డ్‌వెల్, JD, స్టాల్‌బుష్, RE, అంకోనా, MG, గ్లెమ్‌బోకి, OJ & హోబార్ట్, KD.కాల్డ్‌వెల్, జెడి, స్టాల్‌బుష్, ఆర్ఈ, అంకోనా, ఎంజి, గ్లెమ్‌బోకి, ఓజె, మరియు హోబార్ట్, కెడి 4H-SiC లో పునఃసంయోగ-ప్రేరిత స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ చలనం యొక్క చోదక శక్తిపై. కాల్డ్‌వెల్, JD, స్టాల్‌బుష్, RE, అంకోనా, MG, గ్లెంబోకి, OJ & హోబర్ట్, KD 关于4H-SiC 中复合引起的层错运动的驱动力。 కాల్డ్‌వెల్, JD, స్టాల్‌బుష్, RE, అంకోనా, MG, గ్లెంబోకి, OJ & హోబర్ట్, KDకాల్డ్‌వెల్, జెడి, స్టాల్‌బుష్, ఆర్ఈ, అంకోనా, ఎంజి, గ్లెమ్‌బోకి, ఓజె, మరియు హోబార్ట్, కెడి, 4H-SiC లో పునఃసంయోగ-ప్రేరిత స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ చలనం యొక్క చోదక శక్తిపై.జె. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్. 108, 044503 (2010).
ఇజిమా, ఎ. & కిమోటో, టి. 4H-SiC స్ఫటికాలలో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ ఏర్పడటానికి ఎలక్ట్రానిక్ ఎనర్జీ మోడల్. ఇజిమా, ఎ. & కిమోటో, టి. 4H-SiC స్ఫటికాలలో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ ఏర్పడటానికి ఎలక్ట్రానిక్ ఎనర్జీ మోడల్.ఇజిమా, ఎ. మరియు కిమోటో, టి. 4H-SiC స్ఫటికాలలో షాక్లీ ప్యాకింగ్ యొక్క ఏక లోపాల ఏర్పాటు యొక్క ఎలక్ట్రాన్-శక్తి నమూనా. Iijima, A. & Kimoto, T. 4H-SiC 晶体中单 షాక్లీ 堆垛层错形成的电子能量模型。 ఇజిమా, ఎ. & కిమోటో, టి. 4H-SiC స్ఫటికంలో ఏక షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ ఏర్పడటానికి ఎలక్ట్రానిక్ శక్తి నమూనా.ఇజిమా, ఎ. మరియు కిమోటో, టి. 4H-SiC స్ఫటికాలలో ఏక లోప షాక్లీ ప్యాకింగ్ ఏర్పడటానికి ఎలక్ట్రాన్-శక్తి నమూనా.జె. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్ 126, 105703 (2019).
ఇజిమా, ఎ. & కిమోటో, టి. 4H-SiC PiN డయోడ్‌లలో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్‌ల విస్తరణ/సంకోచం కోసం క్లిష్టమైన పరిస్థితి యొక్క అంచనా. ఇజిమా, ఎ. & కిమోటో, టి. 4H-SiC PiN డయోడ్‌లలో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్‌ల విస్తరణ/సంకోచం కోసం క్లిష్టమైన పరిస్థితి యొక్క అంచనా.ఇజిమా, ఎ. మరియు కిమోటో, టి. 4H-SiC PiN-డయోడ్‌లలో సింగిల్ షాక్లీ ప్యాకింగ్ లోపాల విస్తరణ/సంకోచం కోసం క్లిష్టమైన స్థితి యొక్క అంచనా. Iijima, A. & Kimoto, T. 估计4H-SiC PiN ఇజిమా, ఎ. & కిమోటో, టి. 4H-SiC PiN డయోడ్‌లలో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ లేయర్ విస్తరణ/సంకోచ పరిస్థితుల అంచనా.ఇజిమా, ఎ. మరియు కిమోటో, టి. 4H-SiC PiN-డయోడ్లలో సింగిల్ డిఫెక్ట్ ప్యాకింగ్ షాక్లీ యొక్క విస్తరణ/సంకోచం కోసం క్లిష్టమైన పరిస్థితుల అంచనా.అప్లికేషన్ ఫిజిక్స్ రైట్. 116, 092105 (2020).
మన్నెన్, వై., షిమాడా, కె., అసదా, కె. & ఓహ్తాని, ఎన్. అసమతుల్య పరిస్థితులలో 4H-SiC స్ఫటికంలో ఒకే షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ ఏర్పడటానికి క్వాంటం వెల్ యాక్షన్ మోడల్. మన్నెన్, వై., షిమాడా, కె., అసదా, కె. & ఓహ్తాని, ఎన్. అసమతుల్య పరిస్థితులలో 4H-SiC స్ఫటికంలో ఒకే షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ ఏర్పడటానికి క్వాంటం వెల్ యాక్షన్ మోడల్.మన్నెన్ వై., షిమాడా కె., అసదా కె., మరియు ఒటాని ఎన్. అసమతుల్య పరిస్థితులలో 4H-SiC స్ఫటికంలో ఒకే షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ ఏర్పడటానికి ఒక క్వాంటం వెల్ మోడల్.మన్నెన్ వై., షిమాడా కె., అసదా కె. మరియు ఒటాని ఎన్. అసమతుల్య పరిస్థితులలో 4H-SiC స్ఫటికాలలో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్స్ ఏర్పడటానికి క్వాంటం వెల్ ఇంటరాక్షన్ మోడల్. జె. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్. 125, 085705 (2019).
గేలెక్స్, ఎ., లిన్రోస్, జె. & పిరౌజ్, పి. పునఃసంయోగం-ప్రేరిత స్టాకింగ్ లోపాలు: షట్కోణ SiC లో ఒక సాధారణ యంత్రాంగానికి సాక్ష్యం. గేలెక్స్, ఎ., లిన్రోస్, జె. & పిరౌజ్, పి. పునఃసంయోగం-ప్రేరిత స్టాకింగ్ లోపాలు: షట్కోణ SiC లో ఒక సాధారణ యంత్రాంగానికి సాక్ష్యం.గలేకాస్, ఎ., లిన్రోస్, జె. మరియు పిరౌజ్, పి. పునఃసంయోగ-ప్రేరిత ప్యాకింగ్ లోపాలు: షట్కోణ SiC లో ఒక సాధారణ యంత్రాంగానికి సాక్ష్యం. 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. Evidence for the general mechanism of composite induction stacking layer: 六方SiC.గలేకాస్, ఎ., లిన్రోస్, జె. మరియు పిరౌజ్, పి. పునఃసంయోగ-ప్రేరిత ప్యాకింగ్ లోపాలు: షట్కోణ SiC లో ఒక సాధారణ యంత్రాంగానికి సాక్ష్యం.భౌతిక శాస్త్రం పాస్టర్ రైట్. 96, 025502 (2006).
ఇషికావా, వై., సుడో, ఎం., యావో, వై.-జెడ్., సుగవారా, వై. & కాటో, ఎం. ఎలక్ట్రాన్ బీమ్ ఇర్రేడియేషన్ వలన 4H-SiC (11 2 ¯0) ఎపిటాక్సియల్ పొరలో ఒకే షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ యొక్క విస్తరణ.ఇషికావా, వై., ఎం. సుడో, వై.-జెడ్ బీమ్ ఇర్రేడియేషన్.ఇషికావా, Y., సుడో M., Y.-Z సైకాలజీ.బాక్స్, ఎం., ఎం. సుడో, Y.-Z కెమ్., J. కెమ్., 123, 225101 (2018).
కాటో, ఎం., కటాహిరా, ఎస్., ఇచికావా, వై., హరాడా, ఎస్. & కిమోటో, టి. 4H-SiC లో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్స్ మరియు పాక్షిక డిస్లోకేషన్స్ వద్ద క్యారియర్ రీకాంబినేషన్ పరిశీలన. కాటో, ఎం., కటాహిరా, ఎస్., ఇచికావా, వై., హరాడా, ఎస్. & కిమోటో, టి. 4H-SiC లో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్స్ మరియు పాక్షిక డిస్లోకేషన్స్ వద్ద క్యారియర్ రీకాంబినేషన్ పరిశీలన.కాటో ఎం., కటాహిరా ఎస్., ఇటికావా వై., హరాడా ఎస్. మరియు కిమోటో టి. 4H-SiC లో సింగిల్ షాక్లీ ప్యాకింగ్ లోపాలు మరియు పాక్షిక డిస్లోకేషన్లలో క్యారియర్ రీకాంబినేషన్ పరిశీలన. కటో, M., కటాహిరా, S., ఇచికావా, Y., హరాడ, S. & కిమోటో, T. 单 షాక్లీ 堆垛层错和4H-SiC 部分位错中载流子复合的 కటో, M., కటాహిరా, S., ఇచికావా, Y., హరాడ, S. & కిమోటో, T. 单షాక్లీ స్టాకింగ్ స్టాకింగ్和4H-SiC పార్షియల్ 位错中载流子去生的可以。కాటో ఎం., కటాహిరా ఎస్., ఇటికావా వై., హరాడా ఎస్. మరియు కిమోటో టి. 4H-SiC లో సింగిల్ షాక్లీ ప్యాకింగ్ లోపాలు మరియు పాక్షిక డిస్లోకేషన్లలో క్యారియర్ రీకాంబినేషన్ పరిశీలన.జె. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్ 124, 095702 (2018).
కిమోటో, టి. & వతనాబే, హెచ్. అధిక-వోల్టేజ్ పవర్ పరికరాల కోసం SiC సాంకేతికతలో లోప ఇంజనీరింగ్. కిమోటో, టి. & వతనాబే, హెచ్. అధిక-వోల్టేజ్ పవర్ పరికరాల కోసం SiC సాంకేతికతలో లోప ఇంజనీరింగ్.కిమోటో, టి. మరియు వతనాబే, హెచ్. అధిక-వోల్టేజ్ పవర్ పరికరాల కోసం SiC సాంకేతికతలో లోపాల అభివృద్ధి. Kimoto, T. & Watanabe, H. 用于高压功率器件的SiC 技术中的缺陷工程。 కిమోటో, టి. & వతనాబే, హెచ్. అధిక-వోల్టేజ్ పవర్ పరికరాల కోసం SiC సాంకేతికతలో లోప ఇంజనీరింగ్.కిమోటో, టి. మరియు వతనాబే, హెచ్. అధిక-వోల్టేజ్ పవర్ పరికరాల కోసం SiC సాంకేతికతలో లోపాల అభివృద్ధి.అప్లికేషన్ ఫిజిక్స్ ఎక్స్‌ప్రెస్ 13, 120101 (2020).
జాంగ్, జెడ్. & సుదర్శన్, టిఎస్ సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్-రహిత ఎపిటాక్సీ. జాంగ్, జెడ్. & సుదర్శన్, టిఎస్ సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్-రహిత ఎపిటాక్సీ.జాంగ్ జెడ్. మరియు సుదర్శన్ టిఎస్ ఆధార తలంలో సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క స్థానభ్రంశ రహిత ఎపిటాక్సీ. జాంగ్, Z. & సుదర్శన్, TS 碳化硅基面无位错外延。 జాంగ్, జెడ్. & సుదర్శన్, టిఎస్జాంగ్ జెడ్. మరియు సుదర్శన్ టిఎస్ సిలికాన్ కార్బైడ్ ఆధార తలాల యొక్క స్థానభ్రంశ రహిత ఎపిటాక్సీ.ప్రకటన. భౌతిక శాస్త్రం. రైట్. 87, 151913 (2005).
జాంగ్, జెడ్., మౌల్టన్, ఇ. & సుదర్శన్, టి.ఎస్. ఎట్చ్డ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై ఎపిటాక్సీ ద్వారా SiC సన్నని పొరలలో బేసల్ ప్లేన్ డిస్‌లొకేషన్‌లను తొలగించే విధానం. జాంగ్, జెడ్., మౌల్టన్, ఇ. & సుదర్శన్, టి.ఎస్. ఎట్చ్డ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై ఎపిటాక్సీ ద్వారా SiC సన్నని పొరలలో బేసల్ ప్లేన్ డిస్‌లొకేషన్‌లను తొలగించే విధానం.జాంగ్ జెడ్., మౌల్టన్ ఇ. మరియు సుదర్శన్ టిఎస్, ఎట్చ్డ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై ఎపిటాక్సీ ద్వారా SiC సన్నని పొరలలో బేస్ ప్లేన్ డిస్‌లొకేషన్‌ల తొలగింపు విధానం. జాంగ్, Z., మౌల్టన్, E. & సుదర్శన్, TS 通过在蚀刻衬底上外延消除SiC 薄膜中基面位错的机制。 జాంగ్, జెడ్., మౌల్టన్, ఇ. & సుదర్శన్, టి.ఎస్. సబ్‌స్ట్రేట్‌ను ఎచింగ్ చేయడం ద్వారా SiC సన్నని పొరను తొలగించే విధానం.జాంగ్ జెడ్., మౌల్టన్ ఇ. మరియు సుదర్శన్ టిఎస్ ఎట్చ్డ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై ఎపిటాక్సీ ద్వారా SiC సన్నని పొరలలో బేస్ ప్లేన్ డిస్‌లొకేషన్‌ల తొలగింపు విధానం.అప్లికేషన్ ఫిజిక్స్ రైట్. 89, 081910 (2006).
ష్టాల్‌బుష్ RE మరియు ఇతరులు. 4H-SiC ఎపిటాక్సీ సమయంలో పెరుగుదలకు అంతరాయం కలగడం వలన బేసల్ ప్లేన్ డిస్‌లొకేషన్‌లు తగ్గుతాయి. స్టేట్‌మెంట్. ఫిజిక్స్. రైట్. 94, 041916 (2009).
జాంగ్, X. & సుచిడా, H. అధిక ఉష్ణోగ్రత అనెలింగ్ ద్వారా 4H-SiC ఎపిలేయర్‌లలో బేసల్ ప్లేన్ డిస్‌లొకేషన్‌లను థ్రెడింగ్ ఎడ్జ్ డిస్‌లొకేషన్‌లుగా మార్చడం. జాంగ్, X. & సుచిడా, H. అధిక ఉష్ణోగ్రత అనెలింగ్ ద్వారా 4H-SiC ఎపిలేయర్‌లలో బేసల్ ప్లేన్ డిస్‌లొకేషన్‌లను థ్రెడింగ్ ఎడ్జ్ డిస్‌లొకేషన్‌లుగా మార్చడం.జాంగ్, X. మరియు సుచిడా, H. అధిక ఉష్ణోగ్రత అనెలింగ్ ద్వారా 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ పొరలలో బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్లను థ్రెడింగ్ ఎడ్జ్ డిస్లోకేషన్లుగా మార్చడం. జాంగ్, X. & సుచిడా, H. 通过高温退火将4H-SiC జాంగ్, X. & సుచిడా, H. 通过高温退火将4H-SiCజాంగ్, X. మరియు సుచిడా, H. అధిక ఉష్ణోగ్రత అనెలింగ్ ద్వారా 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ పొరలలో బేస్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్లను ఫిలమెంట్ ఎడ్జ్ డిస్లోకేషన్లుగా మార్చడం.జె. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్. 111, 123512 (2012).
సాంగ్, హెచ్. & సుదర్శన్, టి.ఎస్. 4° ఆఫ్-యాక్సిస్ 4H–SiC యొక్క ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదలలో ఎపిలేయర్/సబ్‌స్ట్రేట్ ఇంటర్‌ఫేస్ సమీపంలో బేసల్ ప్లేన్ డిస్‌లొకేషన్ మార్పిడి. సాంగ్, హెచ్. & సుదర్శన్, టి.ఎస్. 4° ఆఫ్-యాక్సిస్ 4H–SiC యొక్క ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదలలో ఎపిలేయర్/సబ్‌స్ట్రేట్ ఇంటర్‌ఫేస్ సమీపంలో బేసల్ ప్లేన్ డిస్‌లొకేషన్ మార్పిడి.సాంగ్, హెచ్. మరియు సుదర్శన్, టి.ఎస్. 4H–SiC యొక్క ఆఫ్-యాక్సిస్ ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల సమయంలో ఎపిటాక్సియల్ పొర/సబ్‌స్ట్రేట్ ఇంటర్‌ఫేస్ సమీపంలో బేసల్ ప్లేన్ డిస్‌లొకేషన్‌ల పరివర్తన. పాట, H. & సుదర్శన్, 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 పాట, H. & సుదర్శన్, TS 在4° 离轴4H-SiC సాంగ్, హెచ్. & సుదర్శన్, టి.ఎస్.4° అక్షం వెలుపల 4H-SiC యొక్క ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల సమయంలో ఎపిటాక్సియల్ పొర/సబ్‌స్ట్రేట్ సరిహద్దు సమీపంలో సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క సమతల డిస్‌లొకేషన్ పరివర్తన.జె. క్రిస్టల్. గ్రోత్ 371, 94–101 (2013).
కోనిషి, కె. మరియు ఇతరులు. అధిక కరెంట్ వద్ద, 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ పొరలలోని బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ యొక్క వ్యాప్తి ఫిలమెంట్ ఎడ్జ్ డిస్లోకేషన్లుగా మారుతుంది. జె. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్. 114, 014504 (2013).
కోనిషి, కె. మరియు ఇతరులు. ఆపరేషనల్ ఎక్స్-రే టోపోగ్రాఫిక్ విశ్లేషణలో విస్తరించిన స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ న్యూక్లియేషన్ సైట్‌లను గుర్తించడం ద్వారా బైపోలార్ నాన్-డిగ్రేడబుల్ SiC MOSFETల కోసం ఎపిటాక్సియల్ పొరలను డిజైన్ చేయడం. AIP అడ్వాన్స్‌డ్ 12, 035310 (2022).
లిన్, ఎస్. మరియు ఇతరులు. 4H-SiC పిన్ డయోడ్‌ల ఫార్వర్డ్ కరెంట్ క్షీణత సమయంలో ఒకే షాక్లీ-రకం స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ వ్యాప్తిపై బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్ నిర్మాణం యొక్క ప్రభావం. జపాన్. జె. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్. 57, 04FR07 (2018).
తహారా, టి., మరియు ఇతరులు. నైట్రోజన్-రిచ్ 4H-SiC ఎపిలేయర్‌లలోని తక్కువ మైనారిటీ క్యారియర్ లైఫ్‌టైమ్ PiN డయోడ్‌లలో స్టాకింగ్ ఫాల్ట్‌లను అణచివేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. జె. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్. 120, 115101 (2016).
తహారా, టి. మరియు ఇతరులు. 4H-SiC PiN డయోడ్‌లలో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ వ్యాప్తి యొక్క ఇంజెక్ట్ చేయబడిన క్యారియర్ సాంద్రత ఆధారపడటం. జె. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్ 123, 025707 (2018).
మే, ఎస్., తవారా, టి., సుచిడా, హెచ్. & కాటో, ఎం. SiC లో లోతు-విశ్లేషిత క్యారియర్ జీవితకాల కొలత కోసం సూక్ష్మ FCA వ్యవస్థ. మే, ఎస్., తవారా, టి., సుచిడా, హెచ్. & కాటో, ఎం. SiC లో లోతు-విశ్లేషిత క్యారియర్ జీవితకాల కొలత కోసం సూక్ష్మ FCA వ్యవస్థ.మే, ఎస్., తవారా, టి., సుచిడా, హెచ్. మరియు కాటో, ఎం. సిలికాన్ కార్బైడ్‌లో లోతు-విశ్లేషిత క్యారియర్ జీవితకాల కొలతల కోసం FCA సూక్ష్మదర్శిని వ్యవస్థ. మే, 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. SiC కోసం మీడియం-డెప్త్ 分辨载流子 జీవితకాల కొలత 的月微FCA సిస్టమ్。మేయి ఎస్., తవారా టి., సుచిడా హెచ్. మరియు కాటో ఎం. సిలికాన్ కార్బైడ్‌లో లోతు-విశ్లేషిత క్యారియర్ జీవితకాల కొలతల కోసం మైక్రో-FCA వ్యవస్థ.ఆల్మా మేటర్ సైన్స్ ఫోరమ్ 924, 269–272 (2018).
హిరాయమా, టి. మరియు ఇతరులు. మందపాటి 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ పొరలలో క్యారియర్ జీవితకాలాల లోతు పంపిణీని ఫ్రీ క్యారియర్ శోషణ మరియు క్రాస్డ్ లైట్ యొక్క సమయ రిజల్యూషన్‌ను ఉపయోగించి నాన్-డిస్ట్రక్టివ్‌గా కొలిచారు. స్విచ్ టు సైన్స్. మీటర్. 91, 123902 (2020).