Salamat sa pagbisita sa Nature.com.Ang bersyon ng browser na iyong ginagamit ay may limitadong suporta sa CSS.Para sa pinakamagandang karanasan, inirerekomenda namin na gumamit ka ng na-update na browser (o huwag paganahin ang Compatibility Mode sa Internet Explorer).Pansamantala, upang matiyak ang patuloy na suporta, ire-render namin ang site nang walang mga istilo at JavaScript.
Ang 4H-SiC ay na-komersyal bilang isang materyal para sa mga power semiconductor device.Gayunpaman, ang pangmatagalang pagiging maaasahan ng mga aparatong 4H-SiC ay isang balakid sa kanilang malawak na aplikasyon, at ang pinakamahalagang problema sa pagiging maaasahan ng mga aparatong 4H-SiC ay ang pagkasira ng bipolar.Ang pagkasira na ito ay sanhi ng isang solong Shockley stacking fault (1SSF) na pagpapalaganap ng mga basal plane dislocation sa mga 4H-SiC na kristal.Dito, nagmumungkahi kami ng isang pamamaraan para sa pagsugpo sa pagpapalawak ng 1SSF sa pamamagitan ng pagtatanim ng mga proton sa 4H-SiC epitaxial wafers.Ang mga diode ng PiN na ginawa sa mga wafer na may pagtatanim ng proton ay nagpakita ng parehong mga katangian ng kasalukuyang boltahe tulad ng mga diode na walang pagtatanim ng proton.Sa kaibahan, ang pagpapalawak ng 1SSF ay epektibong pinigilan sa proton-implanted na PiN diode.Kaya, ang pagtatanim ng mga proton sa 4H-SiC epitaxial wafers ay isang epektibong paraan para sugpuin ang bipolar degradation ng 4H-SiC power semiconductor device habang pinapanatili ang performance ng device.Ang resultang ito ay nag-aambag sa pagbuo ng lubos na maaasahang 4H-SiC device.
Ang Silicon carbide (SiC) ay malawak na kinikilala bilang isang semiconductor na materyal para sa high-power, high-frequency na semiconductor device na maaaring gumana sa malupit na kapaligiran1.Maraming SiC polytype, kung saan ang 4H-SiC ay may mahusay na mga katangiang pisikal ng semiconductor device tulad ng mataas na electron mobility at malakas na breakdown electric field2.Ang 4H-SiC wafers na may diameter na 6 na pulgada ay kasalukuyang kinomersyal at ginagamit para sa mass production ng mga power semiconductor device3.Ang mga sistema ng traksyon para sa mga de-koryenteng sasakyan at tren ay ginawa gamit ang 4H-SiC4.5 na power semiconductor device.Gayunpaman, ang mga 4H-SiC na aparato ay nagdurusa pa rin sa mga pangmatagalang isyu sa pagiging maaasahan tulad ng dielectric breakdown o short-circuit na pagiging maaasahan, 6,7 kung saan ang isa sa pinakamahalagang isyu sa pagiging maaasahan ay ang bipolar degradation2,8,9,10,11.Ang bipolar degradation na ito ay natuklasan mahigit 20 taon na ang nakakaraan at matagal nang naging problema sa paggawa ng SiC device.
Ang bipolar degradation ay sanhi ng iisang Shockley stack defect (1SSF) sa 4H-SiC crystals na may basal plane dislocations (BPDs) na nagpapalaganap sa pamamagitan ng recombination enhanced dislocation glide (REDG)12,13,14,15,16,17,18,19.Samakatuwid, kung ang pagpapalawak ng BPD ay pinigilan sa 1SSF, ang 4H-SiC na mga power device ay maaaring gawa-gawa nang walang bipolar degradation.Maraming mga pamamaraan ang naiulat upang sugpuin ang pagpapalaganap ng BPD, tulad ng BPD sa Thread Edge Dislocation (TED) na pagbabagong 20,21,22,23,24.Sa pinakabagong SiC epitaxial wafers, ang BPD ay pangunahing naroroon sa substrate at hindi sa epitaxial layer dahil sa conversion ng BPD sa TED sa paunang yugto ng paglaki ng epitaxial.Samakatuwid, ang natitirang problema ng bipolar degradation ay ang pamamahagi ng BPD sa substrate 25,26,27.Ang pagpasok ng isang "composite reinforcing layer" sa pagitan ng drift layer at substrate ay iminungkahi bilang isang epektibong paraan para sugpuin ang pagpapalawak ng BPD sa substrate28, 29, 30, 31. Ang layer na ito ay nagpapataas ng posibilidad ng electron-hole pair recombination sa epitaxial layer at SiC substrate.Ang pagbabawas ng bilang ng mga pares ng electron-hole ay binabawasan ang puwersang nagtutulak ng REDG sa BPD sa substrate, kaya ang composite reinforcement layer ay maaaring sugpuin ang bipolar degradation.Dapat pansinin na ang pagpasok ng isang layer ay nangangailangan ng mga karagdagang gastos sa paggawa ng mga wafer, at kung walang pagpasok ng isang layer ay mahirap bawasan ang bilang ng mga pares ng electron-hole sa pamamagitan ng pagkontrol lamang sa kontrol ng buhay ng carrier.Samakatuwid, mayroon pa ring matinding pangangailangan na bumuo ng iba pang mga paraan ng pagsugpo upang makamit ang isang mas mahusay na balanse sa pagitan ng gastos sa paggawa ng device at ani.
Dahil ang pagpapalawig ng BPD sa 1SSF ay nangangailangan ng paggalaw ng mga bahagyang dislokasyon (PD), ang pag-pin sa PD ay isang magandang paraan upang pigilan ang bipolar degradation.Bagaman naiulat na ang PD pinning ng mga impurities ng metal, ang mga FPD sa 4H-SiC substrates ay matatagpuan sa layo na higit sa 5 μm mula sa ibabaw ng epitaxial layer.Bilang karagdagan, dahil ang diffusion coefficient ng anumang metal sa SiC ay napakaliit, mahirap para sa mga dumi ng metal na kumalat sa substrate34.Dahil sa medyo malaking atomic mass ng mga metal, ang ion implantation ng mga metal ay mahirap din.Sa kabaligtaran, sa kaso ng hydrogen, ang pinakamagaan na elemento, ang mga ion (proton) ay maaaring itanim sa 4H-SiC sa lalim na higit sa 10 µm gamit ang isang MeV-class accelerator.Samakatuwid, kung ang proton implantation ay nakakaapekto sa PD pinning, maaari itong magamit upang sugpuin ang pagpapalaganap ng BPD sa substrate.Gayunpaman, ang proton implantation ay maaaring makapinsala sa 4H-SiC at magresulta sa pagbawas sa performance ng device37,38,39,40.
Upang malampasan ang pagkasira ng aparato dahil sa pagtatanim ng proton, ang mataas na temperatura na pagsusubo ay ginagamit upang ayusin ang pinsala, katulad ng paraan ng pagsusubo na karaniwang ginagamit pagkatapos ng implantasyon ng acceptor ion sa pagproseso ng device1, 40, 41, 42. Bagama't ang pangalawang ion mass spectrometry (SIMS)43 ay may iniulat na pagsasabog ng hydrogen dahil sa mataas na temperatura na pagsusubo, posible na ang density lamang ng mga atomo ng hydrogen na malapit sa FD ay hindi sapat upang makita ang pag-pin ng PR gamit ang SIMS.Samakatuwid, sa pag-aaral na ito, nagtanim kami ng mga proton sa 4H-SiC epitaxial wafer bago ang proseso ng paggawa ng device, kabilang ang mataas na temperatura na pagsusubo.Ginamit namin ang mga PiN diode bilang mga istrukturang pang-eksperimentong aparato at ginawa ang mga ito sa mga proton-implanted 4H-SiC epitaxial wafers.Pagkatapos ay naobserbahan namin ang mga katangian ng volt-ampere upang pag-aralan ang pagkasira ng pagganap ng aparato dahil sa iniksyon ng proton.Kasunod nito, napansin namin ang pagpapalawak ng 1SSF sa mga imahe ng electroluminescence (EL) pagkatapos mag-apply ng isang de-koryenteng boltahe sa PiN diode.Sa wakas, kinumpirma namin ang epekto ng proton injection sa pagsugpo sa pagpapalawak ng 1SSF.
Sa fig.Ipinapakita ng Figure 1 ang kasalukuyang-boltahe na mga katangian (CVCs) ng PiN diodes sa temperatura ng silid sa mga rehiyon na may at walang proton implantation bago ang pulsed current.Ang mga PiN diode na may proton injection ay nagpapakita ng mga katangian ng pagwawasto na katulad ng mga diode na walang proton injection, kahit na ang mga katangian ng IV ay ibinabahagi sa pagitan ng mga diode.Upang ipahiwatig ang pagkakaiba sa pagitan ng mga kondisyon ng pag-iniksyon, inilagay namin ang dalas ng boltahe sa isang pasulong na kasalukuyang density ng 2.5 A / cm2 (naaayon sa 100 mA) bilang isang statistical plot tulad ng ipinapakita sa Figure 2. Ang curve na tinatantya ng isang normal na pamamahagi ay kinakatawan din sa pamamagitan ng isang tuldok na linya.linya.Tulad ng makikita mula sa mga taluktok ng mga kurba, ang on-resistance ay bahagyang tumataas sa mga proton na dosis ng 1014 at 1016 cm-2, habang ang PiN diode na may proton na dosis na 1012 cm-2 ay nagpapakita ng halos parehong mga katangian tulad ng walang proton implantation .Nagsagawa rin kami ng proton implantation pagkatapos ng katha ng PiN diodes na hindi nagpakita ng pare-parehong electroluminescence dahil sa pinsala na dulot ng proton implantation tulad ng ipinapakita sa Figure S1 tulad ng inilarawan sa mga nakaraang pag-aaral37,38,39.Samakatuwid, ang pagsusubo sa 1600 °C pagkatapos ng pagtatanim ng mga Al ions ay isang kinakailangang proseso upang gumawa ng mga aparato upang maisaaktibo ang Al acceptor, na maaaring ayusin ang pinsala na dulot ng proton implantation, na ginagawang pareho ang mga CVC sa pagitan ng implanted at non-implanted proton PiN diodes. .Ang reverse kasalukuyang dalas sa -5 V ay ipinakita din sa Figure S2, walang makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng mga diode na may at walang proton injection.
Mga katangian ng volt-ampere ng PiN diode na may at walang na-inject na mga proton sa temperatura ng silid.Ang alamat ay nagpapahiwatig ng dosis ng mga proton.
Ang dalas ng boltahe sa direktang kasalukuyang 2.5 A/cm2 para sa mga PiN diode na may mga injected at non-injected na proton.Ang tuldok na linya ay tumutugma sa normal na distribusyon.
Sa fig.Ang 3 ay nagpapakita ng EL na imahe ng isang PiN diode na may kasalukuyang density na 25 A/cm2 pagkatapos ng boltahe.Bago ilapat ang pulsed kasalukuyang load, ang madilim na mga rehiyon ng diode ay hindi sinusunod, tulad ng ipinapakita sa Figure 3. C2.Gayunpaman, tulad ng ipinapakita sa fig.3a, sa isang PiN diode na walang proton implantation, maraming madilim na guhit na mga rehiyon na may magaan na mga gilid ang naobserbahan pagkatapos mag-apply ng electric boltahe.Ang ganitong mga hugis ng baras na madilim na rehiyon ay sinusunod sa mga imahe ng EL para sa 1SSF na umaabot mula sa BPD sa substrate28, 29.Sa halip, ang ilang pinahabang stacking fault ay na-obserbahan sa PiN diodes na may mga implant na proton, tulad ng ipinapakita sa Fig. 3b–d.Gamit ang X-ray topography, kinumpirma namin ang pagkakaroon ng mga PR na maaaring lumipat mula sa BPD patungo sa substrate sa periphery ng mga contact sa PiN diode nang walang proton injection (Larawan 4: ang imaheng ito nang hindi inaalis ang tuktok na elektrod (photographed, PR). sa ilalim ng mga electrodes ay hindi nakikita). Samakatuwid, ang madilim na lugar sa EL image ay tumutugma sa isang pinalawig na 1SSF BPD sa substrate. Ang mga EL na imahe ng iba pang load na PiN diode ay ipinapakita sa Mga Figure 1 at 2. Mga Video S3-S6 na may at walang extended ang mga madilim na lugar (nag-iiba-iba ang mga larawan ng EL ng PiN diode na walang proton injection at itinanim sa 1014 cm-2) ay ipinapakita din sa Karagdagang Impormasyon.
EL na mga larawan ng PiN diodes sa 25 A/cm2 pagkatapos ng 2 oras ng electrical stress (a) nang walang proton implantation at may implanted doses ng (b) 1012 cm-2, (c) 1014 cm-2 at (d) 1016 cm-2 mga proton.
Kinakalkula namin ang density ng pinalawak na 1SSF sa pamamagitan ng pagkalkula ng mga madilim na lugar na may maliwanag na mga gilid sa tatlong PiN diode para sa bawat kondisyon, tulad ng ipinapakita sa Figure 5. Ang density ng pinalawak na 1SSF ay bumababa sa pagtaas ng dosis ng proton, at kahit na sa isang dosis ng 1012 cm-2, ang density ng pinalawak na 1SSF ay makabuluhang mas mababa kaysa sa isang hindi nakatanim na PiN diode.
Tumaas na densidad ng SF PiN diodes na may at walang proton implantation pagkatapos mag-load ng pulsed current (bawat estado ay may kasamang tatlong load na diode).
Ang pagpapaikli sa buhay ng carrier ay nakakaapekto rin sa pagpigil sa pagpapalawak, at binabawasan ng proton injection ang buhay ng carrier32,36.Naobserbahan namin ang mga buhay ng carrier sa isang epitaxial layer na 60 µm ang kapal na may mga injected na proton na 1014 cm-2.Mula sa paunang buhay ng carrier, bagama't binabawasan ng implant ang halaga sa ~10%, ibinabalik ito ng kasunod na pagsusubo sa ~50%, tulad ng ipinapakita sa Fig. S7.Samakatuwid, ang buhay ng carrier, na nabawasan dahil sa proton implantation, ay naibalik sa pamamagitan ng mataas na temperatura na pagsusubo.Bagaman ang isang 50% na pagbawas sa buhay ng carrier ay pinipigilan din ang pagpapalaganap ng mga stacking fault, ang mga katangian ng I-V, na karaniwang nakadepende sa buhay ng carrier, ay nagpapakita lamang ng mga menor de edad na pagkakaiba sa pagitan ng injected at non-implanted diodes.Samakatuwid, naniniwala kami na ang PD anchoring ay gumaganap ng isang papel sa pagpigil sa pagpapalawak ng 1SSF.
Bagaman hindi nakita ng SIMS ang hydrogen pagkatapos ng pagsusubo sa 1600 ° C, tulad ng iniulat sa mga nakaraang pag-aaral, napansin namin ang epekto ng implantation ng proton sa pagsugpo sa pagpapalawak ng 1SSF, tulad ng ipinapakita sa Mga Figure 1 at 4. 3, 4. Samakatuwid, naniniwala kami na ang PD ay naka-angkla ng mga atomo ng hydrogen na may densidad na mas mababa sa limitasyon ng pagtuklas ng SIMS (2 × 1016 cm-3) o mga depekto sa punto na dulot ng pagtatanim.Dapat pansinin na hindi namin nakumpirma ang pagtaas sa paglaban sa estado dahil sa pagpapahaba ng 1SSF pagkatapos ng surge current load.Maaaring dahil ito sa mga hindi perpektong ohmic na contact na ginawa gamit ang aming proseso, na aalisin sa malapit na hinaharap.
Sa konklusyon, bumuo kami ng isang paraan ng pagsusubo para sa pagpapalawak ng BPD sa 1SSF sa 4H-SiC PiN diode gamit ang proton implantation bago ang paggawa ng device.Ang pagkasira ng katangian ng I-V sa panahon ng pagtatanim ng proton ay hindi gaanong mahalaga, lalo na sa isang dosis ng proton na 1012 cm–2, ngunit ang epekto ng pagsugpo sa pagpapalawak ng 1SSF ay makabuluhan.Bagama't sa pag-aaral na ito ay gumawa kami ng 10 µm makapal na PiN diode na may proton implantation sa lalim na 10 μm, posible pa rin na higit pang i-optimize ang mga kondisyon ng implantation at ilapat ang mga ito upang gumawa ng iba pang mga uri ng 4H-SiC device.Dapat isaalang-alang ang mga karagdagang gastos para sa fabrication ng device sa panahon ng proton implantation, ngunit magiging katulad ang mga ito sa aluminum ion implantation, na siyang pangunahing proseso ng fabrication para sa 4H-SiC power device.Kaya, ang proton implantation bago ang pagpoproseso ng device ay isang potensyal na paraan para sa paggawa ng 4H-SiC bipolar power device nang walang degeneration.
Ang isang 4-pulgadang n-type na 4H-SiC wafer na may kapal ng epitaxial layer na 10 µm at isang donor doping concentration na 1 × 1016 cm–3 ang ginamit bilang sample.Bago iproseso ang aparato, ang mga H+ ions ay itinanim sa plato na may acceleration energy na 0.95 MeV sa temperatura ng silid hanggang sa lalim na humigit-kumulang 10 μm sa isang normal na anggulo sa ibabaw ng plato.Sa panahon ng pagtatanim ng proton, ginamit ang isang maskara sa isang plato, at ang plato ay may mga seksyon na wala at may proton na dosis na 1012, 1014, o 1016 cm-2.Pagkatapos, ang mga Al ion na may proton na dosis na 1020 at 1017 cm–3 ay itinanim sa buong wafer sa lalim na 0–0.2 µm at 0.2–0.5 µm mula sa ibabaw, na sinusundan ng pagsusubo sa 1600°C upang makabuo ng carbon cap sa bumuo ng ap layer.-uri.Kasunod nito, isang back side Ni contact ay idineposito sa substrate side, habang ang isang 2.0 mm × 2.0 mm comb-shaped Ti/Al front side contact na nabuo sa pamamagitan ng photolithography at isang proseso ng alisan ng balat ay idineposito sa epitaxial layer side.Sa wakas, ang contact annealing ay isinasagawa sa temperatura na 700 °C.Matapos i-cut ang wafer sa mga chips, nagsagawa kami ng stress characterization at application.
Ang mga katangian ng I-V ng mga gawa-gawang PiN diode ay sinusunod gamit ang isang HP4155B semiconductor parameter analyzer.Bilang isang electrical stress, isang 10-millisecond pulsed current na 212.5 A/cm2 ang ipinakilala sa loob ng 2 oras sa dalas na 10 pulses/sec.Kapag pinili namin ang isang mas mababang kasalukuyang density o dalas, hindi namin naobserbahan ang pagpapalawak ng 1SSF kahit na sa isang PiN diode na walang proton injection.Sa panahon ng inilapat na boltahe ng kuryente, ang temperatura ng PiN diode ay nasa paligid ng 70°C nang walang sinasadyang pag-init, tulad ng ipinapakita sa Figure S8.Ang mga electroluminescent na imahe ay nakuha bago at pagkatapos ng electrical stress sa isang kasalukuyang density ng 25 A/cm2.Synchrotron reflection grazing incidence X-ray topography gamit ang isang monochromatic X-ray beam (λ = 0.15 nm) sa Aichi Synchrotron Radiation Center, ang ag vector sa BL8S2 ay -1-128 o 11-28 (tingnan ang ref. 44 para sa mga detalye) .).
Ang dalas ng boltahe sa isang pasulong na kasalukuyang density ng 2.5 A/cm2 ay nakuha na may pagitan ng 0.5 V sa fig.2 ayon sa CVC ng bawat estado ng PiN diode.Mula sa mean value ng stress Vave at ang standard deviation σ ng stress, nag-plot kami ng normal na distribution curve sa anyo ng isang tuldok na linya sa Figure 2 gamit ang sumusunod na equation:
Werner, MR & Fahrner, WR Review sa mga materyales, microsensors, system at device para sa mga application na may mataas na temperatura at malupit na kapaligiran. Werner, MR & Fahrner, WR Review sa mga materyales, microsensors, system at device para sa mga application na may mataas na temperatura at malupit na kapaligiran.Werner, MR at Farner, WR Pangkalahatang-ideya ng mga materyales, microsensors, system at device para sa mga aplikasyon sa mataas na temperatura at malupit na kapaligiran. Werner, MR & Fahrner, WR 对用于高温和恶劣环境应用的材料、微传感器、系统和设备的评计。 Werner, MR & Fahrner, WR Pagsusuri ng mga materyales, microsensors, system at device para sa mataas na temperatura at masamang paggamit sa kapaligiran.Werner, MR at Farner, WR Pangkalahatang-ideya ng mga materyales, microsensors, system at device para sa mga aplikasyon sa mataas na temperatura at malupit na kondisyon.IEEE Trans.Pang-industriya na elektroniko.48, 249–257 (2001).
Kimoto, T. & Cooper, JA Mga Pangunahing Kaalaman ng Teknolohiya ng Silicon Carbide Mga Pangunahing Kaalaman ng Teknolohiya ng Silicon Carbide: Paglago, Pagkilala, Mga Device at Aplikasyon Vol. Kimoto, T. & Cooper, JA Mga Pangunahing Kaalaman ng Teknolohiya ng Silicon Carbide Mga Pangunahing Kaalaman ng Teknolohiya ng Silicon Carbide: Paglago, Pagkilala, Mga Device at Aplikasyon Vol.Kimoto, T. at Cooper, JA Mga Pangunahing Kaalaman ng Silicon Carbide Technology Mga Pangunahing Kaalaman ng Silicon Carbide Technology: Paglago, Mga Katangian, Mga Device at Application Vol. 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 Carbon化silicon technology base Carbon化silicon technology base: paglago, paglalarawan, kagamitan at dami ng aplikasyon.Kimoto, T. at Cooper, J. Mga Pangunahing Kaalaman ng Silicon Carbide Technology Mga Pangunahing Kaalaman ng Silicon Carbide Technology: Paglago, Mga Katangian, Kagamitan at Aplikasyon Vol.252 (Wiley Singapore Pte Ltd, 2014).
Veliadis, V. Large Scale Commercialization of SiC: Status Quo and Obstacles to be Overcome.alma mater.ang agham.Forum 1062, 125–130 (2022).
Broughton, J., Smet, V., Tummala, RR & Joshi, YK Pagsusuri ng mga teknolohiya ng thermal packaging para sa automotive power electronics para sa mga layunin ng traksyon. Broughton, J., Smet, V., Tummala, RR & Joshi, YK Pagsusuri ng mga teknolohiya ng thermal packaging para sa automotive power electronics para sa mga layunin ng traksyon.Broughton, J., Smet, V., Tummala, RR at Joshi, YK Pangkalahatang-ideya ng mga teknolohiya ng thermal packaging para sa automotive power electronics para sa mga layunin ng traksyon. 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 at Joshi, YK Pangkalahatang-ideya ng teknolohiya ng thermal packaging para sa automotive power electronics para sa mga layunin ng traksyon.J. Electron.Package.kawalan ng ulirat.ASME 140, 1-11 (2018).
Sato, K., Kato, H. & Fukushima, T. Pagbuo ng SiC na inilapat na sistema ng traksyon para sa susunod na henerasyon ng mga high-speed na tren ng Shinkansen. Sato, K., Kato, H. & Fukushima, T. Pagbuo ng SiC na inilapat na sistema ng traksyon para sa susunod na henerasyon ng mga high-speed na tren ng Shinkansen.Sato K., Kato H. at Fukushima T. Pagbuo ng isang inilapat na SiC traction system para sa susunod na henerasyon ng mga high-speed Shinkansen na tren.Sato K., Kato H. at Fukushima T. Traction System Development para sa SiC Applications para sa Susunod na Henerasyon na High-Speed Shinkansen Trains.Appendix IEEJ J. Ind. 9, 453–459 (2020).
Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. Mga hamon para maisakatuparan ang lubos na maaasahang mga SiC power device: Mula sa kasalukuyang status at mga isyu ng SiC wafers. Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. Mga hamon para maisakatuparan ang lubos na maaasahang mga SiC power device: Mula sa kasalukuyang status at mga isyu ng SiC wafers.Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. at Okumura, H. Mga problema sa pagpapatupad ng lubos na maaasahang SiC power device: simula sa kasalukuyang estado at ang problema ng wafer SiC. Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. 实现高可靠性SiC 功率器件的挑战：从SiC 晶圆的现状和问碘。 Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. Ang hamon ng pagkamit ng mataas na reliability sa SiC power device: mula sa SiC 晶圆的电视和问题设计。Senzaki J, Hayashi S, Yonezawa Y. at Okumura H. Mga hamon sa pagbuo ng mga high-reliability power device batay sa silicon carbide: isang pagsusuri sa katayuan at mga problemang nauugnay sa mga wafer ng silicon carbide.Sa 2018 IEEE International Symposium on Reliability Physics (IRPS).(Senzaki, J. et al. eds.) 3B.3-1-3B.3-6 (IEEE, 2018).
Kim, D. & Sung, W. Pinahusay na short-circuit ruggedness para sa 1.2kV 4H-SiC MOSFET gamit ang malalim na P-well na ipinatupad sa pamamagitan ng channeling implantation. Kim, D. & Sung, W. Pinahusay na short-circuit ruggedness para sa 1.2kV 4H-SiC MOSFET gamit ang malalim na P-well na ipinatupad sa pamamagitan ng channeling implantation.Kim, D. at Sung, V. Pinahusay na short-circuit immunity para sa 1.2 kV 4H-SiC MOSFET gamit ang malalim na P-well na ipinatupad ng channel implantation. 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. at Sung, V. Pinahusay na short-circuit tolerance ng 1.2 kV 4H-SiC MOSFET na gumagamit ng malalalim na P-well sa pamamagitan ng channel implantation.IEEE Electronic Devices Lett.42, 1822–1825 (2021).
Skowronski M. et al.Recombination-enhanced na paggalaw ng mga depekto sa forward-biased 4H-SiC pn diodes.J. Paglalapat.pisika.92, 4699–4704 (2002).
Ha, S., Mieszkowski, P., Skowronski, M. & Rowland, LB Dislocation conversion sa 4H silicon carbide epitaxy. Ha, S., Mieszkowski, P., Skowronski, M. & Rowland, LB Dislocation conversion sa 4H silicon carbide epitaxy.Ha S., Meszkowski P., Skowronski M. at Rowland LB Dislocation transformation sa panahon ng 4H silicon carbide epitaxy. 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. at Rowland, LB 4H Ha, S., Meszkowski, P., Skowronski, M. at Rowland, LBDislocation transition 4H sa silicon carbide epitaxy.J. Crystal.Paglago 244, 257–266 (2002).
Skowronski, M. & Ha, S. Pagkasira ng hexagonal na silicon-carbide-based na mga bipolar device. Skowronski, M. & Ha, S. Pagkasira ng hexagonal na silicon-carbide-based na mga bipolar device.Skowronski M. at Ha S. Pagkasira ng hexagonal bipolar device batay sa silicon carbide. Skowronski, M. & Ha, S. 六方碳化硅基双极器件的降解。 Skowronski M. at Ha S.Skowronski M. at Ha S. Pagkasira ng hexagonal bipolar device batay sa silicon carbide.J. Paglalapat.pisika 99, 011101 (2006).
Agarwal, A., Fatima, H., Haney, S. & Ryu, S.-H. Agarwal, A., Fatima, H., Haney, S. & Ryu, S.-H.Agarwal A., Fatima H., Heini S. at Ryu S.-H. Agarwal, A., Fatima, H., Haney, S. & Ryu, S.-H. Agarwal, A., Fatima, H., Haney, S. & Ryu, S.-H.Agarwal A., Fatima H., Heini S. at Ryu S.-H.Isang bagong mekanismo ng pagkasira para sa mga high-voltage na SiC power MOSFET.IEEE Electronic Devices Lett.28, 587–589 (2007).
Caldwell, JD, Stahlbush, RE, Ancona, MG, Glembocki, OJ & Hobart, KD Sa puwersang nagtutulak para sa recombination-induced stacking fault motion sa 4H–SiC. Caldwell, JD, Stahlbush, RE, Ancona, MG, Glembocki, OJ & Hobart, KD Sa puwersang nagtutulak para sa recombination-induced stacking fault motion sa 4H-SiC.Caldwell, JD, Stalbush, RE, Ancona, MG, Glemboki, OJ, at Hobart, KD Sa puwersang nagtutulak ng recombination-induced stacking fault motion sa 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, KDCaldwell, JD, Stalbush, RE, Ancona, MG, Glemboki, OJ, at Hobart, KD, Sa puwersang nagtutulak ng recombination-induced stacking fault motion sa 4H-SiC.J. Paglalapat.pisika.108, 044503 (2010).
Iijima, A. & Kimoto, T. Electronic na modelo ng enerhiya para sa solong Shockley stacking fault formation sa 4H-SiC crystals. Iijima, A. & Kimoto, T. Electronic na modelo ng enerhiya para sa solong Shockley stacking fault formation sa 4H-SiC crystals.Iijima, A. at Kimoto, T. Electron-energy na modelo ng pagbuo ng mga solong depekto ng Shockley packing sa 4H-SiC crystals. 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. Electronic energy model ng solong Shockley stacking fault formation sa 4H-SiC crystal.Iijima, A. at Kimoto, T. Electron-energy model ng pagbuo ng single defect na Shockley packing sa 4H-SiC crystals.J. Paglalapat.physics 126, 105703 (2019).
Iijima, A. & Kimoto, T. Pagtatantya ng kritikal na kondisyon para sa pagpapalawak/pagliit ng mga solong Shockley stacking fault sa 4H-SiC PiN diode. Iijima, A. & Kimoto, T. Pagtatantya ng kritikal na kondisyon para sa pagpapalawak/pagliit ng mga solong Shockley stacking fault sa 4H-SiC PiN diode.Iijima, A. at Kimoto, T. Pagtatantya ng kritikal na estado para sa pagpapalawak/pag-compress ng mga solong Shockley packing defect sa 4H-SiC PiN-diodes. 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. Pagsusuri ng solong Shockley stacking layer expansion/contraction na kondisyon sa 4H-SiC PiN diode.Iijima, A. at Kimoto, T. Pagtatantya ng mga kritikal na kondisyon para sa pagpapalawak/pag-compress ng solong depektong packing Shockley sa 4H-SiC PiN-diodes.pisika ng aplikasyon Wright.116, 092105 (2020).
Mannen, Y., Shimada, K., Asada, K. & Ohtani, N. Quantum well action model para sa pagbuo ng isang solong Shockley stacking fault sa isang 4H-SiC na kristal sa ilalim ng mga kundisyon na hindi equilibrium. Mannen, Y., Shimada, K., Asada, K. & Ohtani, N. Quantum well action model para sa pagbuo ng isang solong Shockley stacking fault sa isang 4H-SiC na kristal sa ilalim ng mga kundisyon na hindi equilibrium.Mannen Y., Shimada K., Asada K., at Otani N. Isang quantum well model para sa pagbuo ng isang solong Shockley stacking fault sa isang 4H-SiC crystal sa ilalim ng nonequilibrium na mga kondisyon.Mannen Y., Shimada K., Asada K. at Otani N. Quantum well interaction model para sa pagbuo ng single Shockley stacking faults sa 4H-SiC crystals sa ilalim ng nonequilibrium na mga kondisyon.J. Paglalapat.pisika.125, 085705 (2019).
Galeckas, A., Linnros, J. & Pirouz, P. Recombination-induced stacking faults: Ebidensya para sa isang pangkalahatang mekanismo sa hexagonal SiC. Galeckas, A., Linnros, J. & Pirouz, P. Recombination-induced stacking faults: Ebidensya para sa isang pangkalahatang mekanismo sa hexagonal SiC.Galeckas, A., Linnros, J. at Pirouz, P. Recombination-Induced Packing Defects: Ebidensya para sa Karaniwang Mekanismo sa Hexagonal SiC. 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. Katibayan para sa pangkalahatang mekanismo ng composite induction stacking layer: 六方SiC.Galeckas, A., Linnros, J. at Pirouz, P. Recombination-Induced Packing Defects: Ebidensya para sa Karaniwang Mekanismo sa Hexagonal SiC.pisika Pastor Wright.96, 025502 (2006).
Ishikawa, Y., Sudo, M., Yao, Y.-Z., Sugawara, Y. & Kato, M. Pagpapalawak ng iisang Shockley stacking fault sa isang 4H-SiC (11 2 ¯0) epitaxial layer na dulot ng electron pag-iilaw ng sinag.Ishikawa , Y. , M. Sudo , Y.-Z beam irradiation.Ishikawa, Y., Sudo M., Y.-Z Psychology.Kahon, Ю., М.Судо, Y.-Z Chem., J. Chem., 123, 225101 (2018).
Kato, M., Katahira, S., Ichikawa, Y., Harada, S. & Kimoto, T. Pagmamasid ng carrier recombination sa mga solong Shockley stacking fault at sa bahagyang dislokasyon sa 4H-SiC. Kato, M., Katahira, S., Ichikawa, Y., Harada, S. & Kimoto, T. Pagmamasid ng carrier recombination sa mga solong Shockley stacking fault at sa bahagyang dislokasyon sa 4H-SiC.Kato M., Katahira S., Itikawa Y., Harada S. at Kimoto T. Pagmamasid sa Carrier Recombination sa Single Shockley Packing Defects at Partial Dislocations sa 4H-SiC. 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合的观察。 Kato, M., Katahira, S., Ichikawa, Y., Harada, S. & Kimoto, T. 单Shockley stacking stacking和4H-SiC partial 位错中载流子去生的可以。Kato M., Katahira S., Itikawa Y., Harada S. at Kimoto T. Pagmamasid sa Carrier Recombination sa Single Shockley Packing Defects at Partial Dislocations sa 4H-SiC.J. Paglalapat.physics 124, 095702 (2018).
Kimoto, T. & Watanabe, H. Defect engineering sa SiC technology para sa mga high-voltage power device. Kimoto, T. & Watanabe, H. Defect engineering sa SiC technology para sa mga high-voltage power device.Kimoto, T. at Watanabe, H. Pagbuo ng mga depekto sa teknolohiyang SiC para sa mga high-voltage power device. 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. Defect engineering sa SiC technology para sa mga high-voltage power device.Kimoto, T. at Watanabe, H. Pagbuo ng mga depekto sa teknolohiyang SiC para sa mga high-voltage power device.application physics Express 13, 120101 (2020).
Zhang, Z. & Sudarshan, TS Basal plane dislocation-free epitaxy ng silicon carbide. Zhang, Z. & Sudarshan, TS Basal plane dislocation-free epitaxy ng silicon carbide.Zhang Z. at Sudarshan TS Dislocation-free epitaxy ng silicon carbide sa basal plane. Zhang, Z. & Sudarshan, TS 碳化硅基面无位错外延。 Zhang, Z. at Sudarshan, TSZhang Z. at Sudarshan TS Dislocation-free epitaxy ng silicon carbide basal plane.pahayag.pisika.Wright.87, 151913 (2005).
Zhang, Z., Moulton, E. & Sudarshan, TS Mekanismo ng pag-aalis ng mga basal plane dislocation sa SiC thin films sa pamamagitan ng epitaxy sa isang etched substrate. Zhang, Z., Moulton, E. & Sudarshan, TS Mekanismo ng pag-aalis ng mga basal plane dislocation sa SiC thin films sa pamamagitan ng epitaxy sa isang etched substrate.Zhang Z., Moulton E. at Sudarshan TS Mekanismo ng pag-aalis ng base plane dislocations sa SiC thin films sa pamamagitan ng epitaxy sa isang etched substrate. 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 Ang mekanismo ng pag-aalis ng SiC thin film sa pamamagitan ng pag-ukit sa substrate.Zhang Z., Moulton E. at Sudarshan TS Mekanismo ng pag-aalis ng mga base plane dislocations sa SiC thin films sa pamamagitan ng epitaxy sa etched substrates.pisika ng aplikasyon Wright.89, 081910 (2006).
Shtalbush RE et al.Ang pagkagambala sa paglago ay humahantong sa pagbaba sa mga basal plane dislocation sa panahon ng 4H-SiC epitaxy.pahayag.pisika.Wright.94, 041916 (2009).
Zhang, X. & Tsuchida, H. Conversion ng basal plane dislocations sa threading edge dislocations sa 4H-SiC epilayers sa pamamagitan ng high temperature annealing. Zhang, X. & Tsuchida, H. Conversion ng basal plane dislocations sa threading edge dislocations sa 4H-SiC epilayers sa pamamagitan ng high temperature annealing.Zhang, X. at Tsuchida, H. Pagbabago ng mga basal plane dislocations sa threading edge dislocations sa 4H-SiC epitaxial layers sa pamamagitan ng high temperature annealing. 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. at Tsuchida, H. 通过高温退火将4H-SiCZhang, X. at Tsuchida, H. Pagbabago ng base plane dislocations sa filament edge dislocations sa 4H-SiC epitaxial layers sa pamamagitan ng high temperature annealing.J. Paglalapat.pisika.111, 123512 (2012).
Song, H. & Sudarshan, TS Basal plane dislocation conversion malapit sa epilayer/substrate interface sa epitaxial growth na 4° off-axis 4H–SiC. Song, H. & Sudarshan, TS Basal plane dislocation conversion malapit sa epilayer/substrate interface sa epitaxial growth na 4° off-axis 4H–SiC.Song, H. and Sudarshan, TS Transformation ng mga basal plane dislocations malapit sa epitaxial layer/substrate interface sa panahon ng off-axis epitaxial growth ng 4H–SiC. Song, H. & Sudarshan, TS 在4° 离轴4H-SiC 外延生长中外延层/衬底界面附近的基底平面位错转换位错转换。 Kanta, H. at Sudarshan, TS 在4° 离轴4H-SiC Song, H. & Sudarshan, TSPlanar dislocation transition ng substrate malapit sa epitaxial layer/substrate boundary sa panahon ng epitaxial growth ng 4H-SiC sa labas ng 4° axis.J. Crystal.Paglago 371, 94–101 (2013).
Konishi, K. et al.Sa mataas na kasalukuyang, ang pagpapalaganap ng basal plane dislocation stacking fault sa 4H-SiC epitaxial layers ay nagiging filament edge dislocations.J. Paglalapat.pisika.114, 014504 (2013).
Konishi, K. et al.Idisenyo ang mga epitaxial layer para sa mga bipolar na hindi nabubulok na SiC MOSFET sa pamamagitan ng pag-detect ng pinahabang stacking fault na mga site ng nucleation sa operational X-ray topographic analysis.AIP Advanced 12, 035310 (2022).
Lin, S. et al.Impluwensya ng basal plane dislocation structure sa pagpapalaganap ng iisang Shockley-type stacking fault sa panahon ng forward current decay ng 4H-SiC pin diodes.Hapon.J. Paglalapat.pisika.57, 04FR07 (2018).
Tahara, T., et al.Ang maikling buhay ng carrier ng minorya sa mga epilayer na 4H-SiC na mayaman sa nitrogen ay ginagamit upang sugpuin ang mga stacking fault sa mga PiN diode.J. Paglalapat.pisika.120, 115101 (2016).
Tahara, T. et al.Injected carrier concentration dependence ng solong Shockley stacking fault propagation sa 4H-SiC PiN diodes.J. Paglalapat.Physics 123, 025707 (2018).
Mae, S., Tawara, T., Tsuchida, H. & Kato, M. Microscopic FCA system para sa depth-resolved carrier lifetime measurement sa SiC. Mae, S., Tawara, T., Tsuchida, H. & Kato, M. Microscopic FCA system para sa depth-resolved carrier lifetime measurement sa SiC.Mei, S., Tawara, T., Tsuchida, H. at Kato, M. FCA Microscopic System para sa Depth-Resolved Carrier Lifetime Measurements sa Silicon Carbide. 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. Para sa SiC medium-depth 分辨载流子lifetime measurement的月微FCA system。Mei S., Tawara T., Tsuchida H. at Kato M. Micro-FCA system para sa depth-resolved carrier lifetime measurements sa silicon carbide.alma mater science Forum 924, 269–272 (2018).
Hirayama, T. et al.Ang lalim na pamamahagi ng mga lifetime ng carrier sa makapal na 4H-SiC epitaxial layer ay sinusukat nang hindi mapanirang gamit ang time resolution ng libreng carrier absorption at crossed light.Lumipat sa agham.metro.91, 123902 (2020).
Oras ng post: Nob-06-2022