Nature.com'u ziyaret ettiğiniz için teşekkür ederiz. Kullandığınız tarayıcı sürümünün CSS desteği sınırlıdır. En iyi deneyim için, güncel bir tarayıcı kullanmanızı (veya Internet Explorer'da Uyumluluk Modunu devre dışı bırakmanızı) öneririz. Bu süre zarfında, desteğin devamlılığını sağlamak için siteyi stiller ve JavaScript olmadan görüntüleyeceğiz.
4H-SiC, güç yarı iletken cihazları için bir malzeme olarak ticarileştirilmiştir. Bununla birlikte, 4H-SiC cihazlarının uzun vadeli güvenilirliği, geniş uygulamalarının önünde bir engeldir ve 4H-SiC cihazlarının en önemli güvenilirlik problemi bipolar bozulmadır. Bu bozulma, 4H-SiC kristallerindeki bazal düzlem dislokasyonlarının tek bir Shockley istifleme hatası (1SSF) yayılımından kaynaklanır. Burada, 4H-SiC epitaksiyel levhalara proton implantasyonu yoluyla 1SSF genişlemesini bastırma yöntemini öneriyoruz. Proton implantasyonu yapılmış levhalar üzerine üretilen PiN diyotlar, proton implantasyonu yapılmamış diyotlarla aynı akım-gerilim özelliklerini göstermiştir. Buna karşılık, proton implantasyonu yapılmış PiN diyotta 1SSF genişlemesi etkili bir şekilde bastırılmıştır. Bu nedenle, 4H-SiC epitaksiyel levhalara proton implantasyonu, cihaz performansını korurken 4H-SiC güç yarı iletken cihazlarının bipolar bozulmasını bastırmak için etkili bir yöntemdir. Bu sonuç, yüksek güvenilirliğe sahip 4H-SiC cihazlarının geliştirilmesine katkıda bulunmaktadır.
Silisyum karbür (SiC), zorlu ortamlarda çalışabilen yüksek güçlü, yüksek frekanslı yarı iletken cihazlar için yaygın olarak kabul edilen bir yarı iletken malzemedir¹. Birçok SiC polimorfu vardır ve bunlar arasında 4H-SiC, yüksek elektron hareketliliği ve güçlü kırılma elektrik alanı² gibi mükemmel yarı iletken cihaz fiziksel özelliklerine sahiptir. 6 inç çapındaki 4H-SiC levhalar şu anda ticarileştirilmiş olup güç yarı iletken cihazlarının seri üretiminde kullanılmaktadır³. Elektrikli araçlar ve trenler için çekiş sistemleri 4H-SiC⁴⁵ güç yarı iletken cihazları kullanılarak üretilmiştir. Bununla birlikte, 4H-SiC cihazları hala dielektrik kırılması veya kısa devre güvenilirliği⁶,⁷ gibi uzun vadeli güvenilirlik sorunlarından muzdariptir; bunların en önemli güvenilirlik sorunlarından biri bipolar bozulmadır²⁸⁹⁻¹¹. Bu bipolar bozulma 20 yıldan fazla bir süre önce keşfedilmiş ve uzun zamandır SiC cihaz üretiminde bir sorun olmuştur.
Bipolar bozulma, 4H-SiC kristallerinde, rekombinasyonla güçlendirilmiş dislokasyon kayması (REDG)12,13,14,15,16,17,18,19 ile yayılan bazal düzlem dislokasyonlarına (BPD) sahip tek bir Shockley yığın kusurundan (1SSF) kaynaklanır. Bu nedenle, BPD yayılımı 1SSF'ye bastırılırsa, bipolar bozulma olmadan 4H-SiC güç cihazları üretilebilir. BPD yayılımını bastırmak için, BPD'nin İplik Kenarı Dislokasyonuna (TED) dönüşümü gibi çeşitli yöntemler bildirilmiştir 20,21,22,23,24. En yeni SiC epitaksiyel levhalarda, BPD, epitaksiyel büyümenin ilk aşamasında BPD'nin TED'e dönüşmesi nedeniyle esas olarak substratta bulunur ve epitaksiyel katmanda bulunmaz. Bu nedenle, bipolar bozulmanın kalan sorunu, BPD'nin substrattaki dağılımıdır 25,26,27. Sürüklenme katmanı ile alt tabaka arasına “kompozit takviye katmanı” yerleştirilmesi, alt tabakadaki BPD genişlemesini bastırmak için etkili bir yöntem olarak önerilmiştir28, 29, 30, 31. Bu katman, epitaksiyel katmanda ve SiC alt tabakasında elektron-delik çifti rekombinasyon olasılığını artırır. Elektron-delik çifti sayısının azaltılması, alt tabakada REDG'nin BPD'ye olan itici gücünü azaltır, bu nedenle kompozit takviye katmanı bipolar bozulmayı bastırabilir. Bir katmanın eklenmesinin, wafer üretiminde ek maliyetler getirdiği ve bir katman eklenmeden sadece taşıyıcı ömrünün kontrolüyle elektron-delik çifti sayısını azaltmanın zor olduğu unutulmamalıdır. Bu nedenle, cihaz üretim maliyeti ve verim arasında daha iyi bir denge sağlamak için diğer bastırma yöntemlerinin geliştirilmesine hala büyük bir ihtiyaç vardır.
BPD'nin 1SSF'ye genişletilmesi kısmi dislokasyonların (PD'ler) hareketini gerektirdiğinden, PD'nin sabitlenmesi bipolar bozulmayı engellemek için umut vadeden bir yaklaşımdır. Metal safsızlıkları tarafından PD sabitlemesi rapor edilmiş olsa da, 4H-SiC alt tabakalardaki FPD'ler epitaksiyel tabakanın yüzeyinden 5 μm'den daha uzak bir mesafede yer almaktadır. Ek olarak, herhangi bir metalin SiC'deki difüzyon katsayısı çok küçük olduğundan, metal safsızlıklarının alt tabakaya yayılması zordur34. Metallerin nispeten büyük atom kütlesi nedeniyle, metallerin iyon implantasyonu da zordur. Buna karşılık, en hafif element olan hidrojen durumunda, iyonlar (protonlar) bir MeV sınıfı hızlandırıcı kullanılarak 4H-SiC'ye 10 µm'den daha derin bir şekilde implante edilebilir. Bu nedenle, proton implantasyonu PD sabitlemesini etkiliyorsa, alt tabakada BPD yayılımını bastırmak için kullanılabilir. Ancak proton implantasyonu 4H-SiC'ye zarar verebilir ve cihaz performansının düşmesine neden olabilir37,38,39,40.
Proton implantasyonundan kaynaklanan cihaz bozulmasını gidermek için, cihaz işlemede alıcı iyon implantasyonundan sonra yaygın olarak kullanılan tavlama yöntemine benzer şekilde, hasarı onarmak için yüksek sıcaklıkta tavlama kullanılır1, 40, 41, 42. İkincil iyon kütle spektrometrisi (SIMS)43, yüksek sıcaklıkta tavlama nedeniyle hidrojen difüzyonunu rapor etmesine rağmen, SIMS kullanılarak PR'nin sabitlenmesini tespit etmek için yalnızca FD yakınındaki hidrojen atomlarının yoğunluğunun yeterli olmayabileceği mümkündür. Bu nedenle, bu çalışmada, yüksek sıcaklıkta tavlama da dahil olmak üzere cihaz üretim sürecinden önce 4H-SiC epitaksiyel levhalara proton implantasyonu yaptık. Deneysel cihaz yapıları olarak PiN diyotları kullandık ve bunları proton implantasyonu yapılmış 4H-SiC epitaksiyel levhalar üzerine ürettik. Daha sonra, proton enjeksiyonundan kaynaklanan cihaz performansındaki bozulmayı incelemek için volt-amper karakteristiklerini gözlemledik. Ardından, PiN diyotuna elektriksel voltaj uygulandıktan sonra elektrolüminesans (EL) görüntülerinde 1SSF'nin genişlemesini gözlemledik. Son olarak, proton enjeksiyonunun 1SSF genişlemesinin bastırılması üzerindeki etkisini doğruladık.
Şekil 1'de, darbeli akımdan önce proton implantasyonu yapılmış ve yapılmamış bölgelerdeki PiN diyotlarının oda sıcaklığındaki akım-gerilim karakteristikleri (CVC'ler) gösterilmektedir. Proton enjeksiyonlu PiN diyotları, IV karakteristikleri diyotlar arasında ortak olsa da, proton enjeksiyonu yapılmamış diyotlara benzer doğrultma karakteristikleri göstermektedir. Enjeksiyon koşulları arasındaki farkı göstermek için, Şekil 2'de gösterildiği gibi, 2,5 A/cm2 (100 mA'ya karşılık gelen) ileri akım yoğunluğunda gerilim frekansını istatistiksel bir grafik olarak çizdik. Normal dağılımla yaklaşık olarak temsil edilen eğri, noktalı bir çizgiyle de gösterilmiştir. Eğrilerin tepe noktalarından görülebileceği gibi, 1014 ve 1016 cm-2 proton dozlarında açık direnç hafifçe artarken, 1012 cm-2 proton dozuna sahip PiN diyotu, proton implantasyonu yapılmamış olanla neredeyse aynı karakteristikleri göstermektedir. Ayrıca, Şekil S1'de gösterildiği gibi, proton implantasyonundan kaynaklanan hasar nedeniyle düzgün elektrolüminesans göstermeyen PiN diyotlarının üretiminden sonra proton implantasyonu gerçekleştirdik (önceki çalışmalarda açıklandığı gibi)37,38,39. Bu nedenle, Al iyonlarının implantasyonundan sonra 1600 °C'de tavlama, proton implantasyonunun neden olduğu hasarı onarabilen ve implantasyonlu ve implantasyonsuz proton PiN diyotları arasında CVC'leri aynı hale getiren Al alıcısını aktive etmek için cihazların üretimi için gerekli bir işlemdir. -5 V'deki ters akım frekansı da Şekil S2'de gösterilmiştir; proton enjeksiyonlu ve enjeksiyonsuz diyotlar arasında önemli bir fark yoktur.
Oda sıcaklığında, proton enjekte edilmiş ve edilmemiş PiN diyotlarının volt-amper karakteristikleri. Açıklamada proton dozu belirtilmiştir.
Enjekte edilmiş ve enjekte edilmemiş protonlara sahip PiN diyotlar için 2,5 A/cm2 doğru akımda gerilim frekansı. Noktalı çizgi normal dağılıma karşılık gelir.
Şekil 3'te, gerilim uygulandıktan sonra 25 A/cm2 akım yoğunluğuna sahip bir PiN diyotunun EL görüntüsü gösterilmektedir. Darbeli akım yükü uygulanmadan önce, Şekil 3.C2'de gösterildiği gibi diyotun karanlık bölgeleri gözlemlenmemiştir. Bununla birlikte, Şekil 3a'da gösterildiği gibi, proton implantasyonu yapılmamış bir PiN diyotunda, elektrik gerilimi uygulandıktan sonra açık kenarlı birkaç koyu çizgili bölge gözlemlenmiştir. Bu tür çubuk şeklindeki koyu bölgeler, substrattaki BPD'den uzanan 1SSF için EL görüntülerinde gözlemlenir28,29. Bunun yerine, Şekil 3b-d'de gösterildiği gibi, proton implantasyonu yapılmış PiN diyotlarında bazı genişletilmiş istifleme hataları gözlemlenmiştir. X-ışını topografisi kullanarak, proton enjeksiyonu olmadan PiN diyotundaki kontakların çevresinde BPD'den substrata hareket edebilen PR'lerin varlığını doğruladık (Şekil 4: üst elektrot çıkarılmadan çekilen bu görüntü (fotoğrafta, elektrotların altındaki PR görünmüyor)). Bu nedenle, EL görüntüsündeki koyu alan, substratta genişletilmiş bir 1SSF BPD'ye karşılık gelir. Diğer yüklü PiN diyotlarının EL görüntüleri Şekil 1 ve 2'de gösterilmiştir. Genişletilmiş koyu alanlı ve alansız videolar S3-S6 (proton enjeksiyonu olmadan ve 1014 cm-2'de implantasyon yapılmış PiN diyotlarının zamana bağlı EL görüntüleri) de Ek Bilgilerde gösterilmiştir.
2 saatlik elektriksel stresten sonra 25 A/cm2'de PiN diyotlarının EL görüntüleri (a) proton implantasyonu olmadan ve (b) 1012 cm-2, (c) 1014 cm-2 ve (d) 1016 cm-2 proton implantasyon dozlarıyla.
Şekil 5'te gösterildiği gibi, her koşul için üç PiN diyotundaki parlak kenarlı karanlık alanları hesaplayarak genişletilmiş 1SSF'nin yoğunluğunu hesapladık. Genişletilmiş 1SSF'nin yoğunluğu, artan proton dozuyla azalmaktadır ve 1012 cm-2'lik bir dozda bile, genişletilmiş 1SSF'nin yoğunluğu, implantasyon yapılmamış bir PiN diyotundakinden önemli ölçüde daha düşüktür.
Darbe akımıyla yükleme sonrasında proton implantasyonu yapılmış ve yapılmamış SF PiN diyotlarının artan yoğunlukları (her durumda üç adet yüklü diyot bulunmaktadır).
Taşıyıcı ömrünün kısalması, genişleme baskılanmasını da etkiler ve proton enjeksiyonu taşıyıcı ömrünü azaltır32,36. 60 µm kalınlığındaki epitaksiyel bir katmanda, 1014 cm-2'lik proton enjeksiyonu ile taşıyıcı ömürlerini gözlemledik. Başlangıçtaki taşıyıcı ömründen, implantasyon değeri ~%10'a düşürse de, daha sonraki tavlama işlemi bunu ~%50'ye geri getirir (Şekil S7'de gösterildiği gibi). Bu nedenle, proton implantasyonu nedeniyle azalan taşıyıcı ömrü, yüksek sıcaklıkta tavlama ile geri kazanılır. Taşıyıcı ömründeki %50'lik bir azalma, istifleme hatalarının yayılmasını da baskılasa da, tipik olarak taşıyıcı ömrüne bağlı olan I–V karakteristikleri, enjekte edilmiş ve implante edilmemiş diyotlar arasında yalnızca küçük farklılıklar göstermektedir. Bu nedenle, PD ankrajının 1SSF genişlemesini engellemede rol oynadığına inanıyoruz.
Önceki çalışmalarda bildirildiği gibi, SIMS 1600°C'de tavlamadan sonra hidrojeni tespit edemese de, Şekil 1 ve 4'te gösterildiği gibi, proton implantasyonunun 1SSF genişlemesinin bastırılması üzerindeki etkisini gözlemledik. Bu nedenle, PD'nin SIMS'in tespit limitinin (2 × 1016 cm-3) altında yoğunluğa sahip hidrojen atomları veya implantasyonla indüklenen nokta kusurları tarafından sabitlendiğine inanıyoruz. Bir ani akım yükünden sonra 1SSF'nin uzaması nedeniyle açık durum direncinde bir artış olduğunu doğrulamadığımızı belirtmek gerekir. Bu, yakın gelecekte ortadan kaldırılacak olan, işlemimiz kullanılarak yapılan kusurlu ohmik kontaklardan kaynaklanıyor olabilir.
Sonuç olarak, cihaz üretiminden önce proton implantasyonu kullanarak 4H-SiC PiN diyotlarında BPD'yi 1SSF'ye genişletmek için bir söndürme yöntemi geliştirdik. Proton implantasyonu sırasında I–V karakteristiğindeki bozulma, özellikle 1012 cm–2 proton dozunda önemsizdir, ancak 1SSF genişlemesinin bastırılmasının etkisi önemlidir. Bu çalışmada 10 µm kalınlığında ve 10 µm derinliğe kadar proton implantasyonu ile PiN diyotları üretmiş olsak da, implantasyon koşullarını daha da optimize etmek ve bunları diğer 4H-SiC cihaz türlerinin üretiminde uygulamak hala mümkündür. Proton implantasyonu sırasında cihaz üretimi için ek maliyetler dikkate alınmalıdır, ancak bunlar 4H-SiC güç cihazları için ana üretim süreci olan alüminyum iyon implantasyonuna benzer olacaktır. Bu nedenle, cihaz işleminden önce proton implantasyonu, bozulma olmaksızın 4H-SiC bipolar güç cihazları üretmek için potansiyel bir yöntemdir.
Örnek olarak, epitaksiyel tabaka kalınlığı 10 µm ve donör katkı konsantrasyonu 1 × 10¹⁶ cm⁻³ olan 4 inçlik n-tipi 4H-SiC gofret kullanıldı. Cihaz işlenmeden önce, H⁺ iyonları, oda sıcaklığında, plaka yüzeyine dik açıyla yaklaşık 10 µm derinliğe kadar 0,95 MeV hızlandırma enerjisiyle plakaya implante edildi. Proton implantasyonu sırasında, plaka üzerinde bir maske kullanıldı ve plaka, 10¹², 10¹⁴ veya 10¹⁶ cm⁻² proton dozuna sahip ve olmayan bölümlere sahipti. Daha sonra, 10²⁰ ve 10¹⁷ cm⁻³ proton dozlarıyla Al iyonları, yüzeyden 0–0,2 µm ve 0,2–0,5 µm derinliğe kadar tüm gofret üzerine implante edildi ve ardından ap tabakası oluşturmak için 1600°C'de tavlama yapılarak bir karbon kaplama oluşturuldu. Öncelikle, alt tabaka tarafına arka yüzey Ni kontağı, epitaksiyel tabaka tarafına ise fotolitografi ve soyma işlemiyle oluşturulan 2,0 mm × 2,0 mm tarak şeklinde Ti/Al ön yüzey kontağı yerleştirildi. Son olarak, 700 °C sıcaklıkta kontak tavlaması gerçekleştirildi. Plakayı yongalara ayırdıktan sonra, gerilim karakterizasyonu ve uygulaması yapıldı.
Üretilen PiN diyotlarının I–V karakteristikleri, bir HP4155B yarı iletken parametre analizörü kullanılarak gözlemlendi. Elektriksel gerilim olarak, 10 milisaniyelik 212,5 A/cm2'lik darbeli bir akım, 2 saat boyunca saniyede 10 darbe frekansında uygulandı. Daha düşük bir akım yoğunluğu veya frekans seçtiğimizde, proton enjeksiyonu olmadan bile bir PiN diyotunda 1SSF genişlemesi gözlemlemedik. Uygulanan elektriksel gerilim sırasında, Şekil S8'de gösterildiği gibi, kasıtlı ısıtma olmadan PiN diyotunun sıcaklığı yaklaşık 70°C civarındadır. Elektriksel gerilimden önce ve sonra 25 A/cm2'lik bir akım yoğunluğunda elektrolüminesans görüntüleri elde edildi. Aichi Senkrotron Radyasyon Merkezi'nde monokromatik bir X-ışını demeti (λ = 0,15 nm) kullanılarak senkrotron yansıma eğik gelişli X-ışını topografisi, BL8S2'deki ag vektörü -1-128 veya 11-28'dir (ayrıntılar için bkz. referans 44).
Şekil 2'de, PiN diyotunun her bir durumunun CVC'sine göre, 2,5 A/cm2'lik ileri akım yoğunluğundaki gerilim frekansı 0,5 V aralıklarla çıkarılmıştır. Gerilim Vave'nin ortalama değeri ve gerilimin standart sapması σ'dan, aşağıdaki denklem kullanılarak Şekil 2'de noktalı çizgi şeklinde bir normal dağılım eğrisi çizilmiştir:
Werner, MR & Fahrner, WR Yüksek sıcaklık ve zorlu ortam uygulamaları için malzemeler, mikro sensörler, sistemler ve cihazlar üzerine inceleme. Werner, MR & Fahrner, WR Yüksek sıcaklık ve zorlu ortam uygulamaları için malzemeler, mikro sensörler, sistemler ve cihazlar üzerine inceleme.Werner, MR ve Farner, WR, Yüksek sıcaklık ve zorlu ortamlardaki uygulamalar için malzemeler, mikro sensörler, sistemler ve cihazlara genel bakış. Werner, MR & Fahrner, WR Werner, MR & Fahrner, WR Yüksek sıcaklık ve olumsuz çevre koşullarındaki uygulamalar için malzemeler, mikro sensörler, sistemler ve cihazlar üzerine inceleme.Werner, MR ve Farner, WR, Yüksek sıcaklıklarda ve zorlu koşullarda uygulamalar için malzemeler, mikro sensörler, sistemler ve cihazlara genel bakış.IEEE Trans. Endüstriyel Elektronik. 48, 249–257 (2001).
Kimoto, T. & Cooper, JA Silisyum Karbür Teknolojisinin Temelleri Silisyum Karbür Teknolojisinin Temelleri: Büyüme, Karakterizasyon, Cihazlar ve Uygulamalar Cilt. Kimoto, T. & Cooper, JA Silisyum Karbür Teknolojisinin Temelleri Silisyum Karbür Teknolojisinin Temelleri: Büyüme, Karakterizasyon, Cihazlar ve Uygulamalar Cilt.Kimoto, T. ve Cooper, JA Silisyum Karbür Teknolojisinin Temelleri Silisyum Karbür Teknolojisinin Temelleri: Büyüme, Özellikler, Cihazlar ve Uygulamalar Cilt. Kimoto, T. & Cooper, JA. Kimoto, T. & Cooper, JA Karbon-silikon teknoloji üssü Karbon-silikon teknoloji üssü: büyüme, açıklama, ekipman ve uygulama hacmi.Kimoto, T. ve Cooper, J. Silisyum Karbür Teknolojisinin Temelleri: Büyüme, Özellikler, Ekipman ve Uygulamalar Cilt.252 (Wiley Singapore Pte Ltd, 2014).
Veliadis, V. SiC'nin Büyük Ölçekli Ticari Hale Getirilmesi: Mevcut Durum ve Aşılması Gereken Engeller. alma mater. the science. Forum 1062, 125–130 (2022).
Broughton, J., Smet, V., Tummala, RR & Joshi, YK. Otomotiv güç elektroniği için çekiş amaçlı termal paketleme teknolojilerinin incelenmesi. Broughton, J., Smet, V., Tummala, RR & Joshi, YK. Otomotiv güç elektroniği için çekiş amaçlı termal paketleme teknolojilerinin incelenmesi.Broughton, J., Smet, V., Tummala, RR ve Joshi, YK. Otomotiv güç elektroniği için çekiş amaçlı termal paketleme teknolojilerine genel bakış. Broughton, J., Smet, V., Tummala, RR & Joshi, YK Broughton, J., Smet, V., Tummala, RR ve Joshi, YKBroughton, J., Smet, V., Tummala, RR ve Joshi, YK. Otomotiv güç elektroniği için çekiş amaçlı termal paketleme teknolojisine genel bakış.J. Elektronik. Paket. trance. ASME 140, 1-11 (2018).
Sato, K., Kato, H. ve Fukushima, T. Yeni nesil Shinkansen yüksek hızlı trenleri için SiC uygulamalı çekiş sisteminin geliştirilmesi. Sato, K., Kato, H. ve Fukushima, T. Yeni nesil Shinkansen yüksek hızlı trenleri için SiC uygulamalı çekiş sisteminin geliştirilmesi.Sato K., Kato H. ve Fukushima T. Yeni nesil yüksek hızlı Shinkansen trenleri için uygulamalı bir SiC çekiş sisteminin geliştirilmesi.Sato K., Kato H. ve Fukushima T. Yeni Nesil Yüksek Hızlı Shinkansen Trenleri için SiC Uygulamalarına Yönelik Çekiş Sistemi Geliştirme. Ek IEEJ J. Ind. 9, 453–459 (2020).
Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. ve Okumura, H. Yüksek güvenilirlikte SiC güç cihazlarının gerçekleştirilmesindeki zorluklar: SiC levhalarının mevcut durumu ve sorunlarından yola çıkarak. Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. ve Okumura, H. Yüksek güvenilirlikte SiC güç cihazlarının gerçekleştirilmesindeki zorluklar: SiC levhalarının mevcut durumu ve sorunlarından yola çıkarak.Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. ve Okumura, H. Yüksek güvenilirlikli SiC güç cihazlarının uygulanmasındaki sorunlar: mevcut durumdan ve wafer SiC sorunundan yola çıkarak. Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. Senzaki, J., Hayashi, S., Yonezawa, Y. & Okumura, H. SiC güç cihazlarında yüksek güvenilirliğe ulaşmanın zorluğu: SiC'den 晶圆的电视和问题设计。Senzaki J, Hayashi S, Yonezawa Y. ve Okumura H. Silisyum karbür tabanlı yüksek güvenilirlik güç cihazlarının geliştirilmesindeki zorluklar: silisyum karbür levhalarla ilgili durum ve sorunların incelenmesi.2018 IEEE Uluslararası Güvenilirlik Fiziği Sempozyumu'nda (IRPS). (Senzaki, J. vd. editörler) 3B.3-1-3B.3-6 (IEEE, 2018).
Kim, D. ve Sung, W. Kanal implantasyonu ile uygulanan derin P-kuyu kullanılarak 1,2kV 4H-SiC MOSFET için geliştirilmiş kısa devre dayanıklılığı. Kim, D. ve Sung, W. Kanal implantasyonu ile uygulanan derin P-kuyu kullanılarak 1,2kV 4H-SiC MOSFET için geliştirilmiş kısa devre dayanıklılığı.Kim, D. ve Sung, V. Kanal implantasyonu ile uygulanan derin P-kuyu kullanılarak 1,2 kV 4H-SiC MOSFET için geliştirilmiş kısa devre bağışıklığı. 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. ve Sung, V. Kanal implantasyonu ile derin P-kuyuları kullanılarak 1,2 kV 4H-SiC MOSFET'lerin kısa devre toleransının iyileştirilmesi.IEEE Elektronik Cihazlar Mektupları 42, 1822–1825 (2021).
Skowronski M. ve diğerleri. İleri yönlü polarize edilmiş 4H-SiC pn diyotlarında kusurların rekombinasyonla güçlendirilmiş hareketi. Uygulamalı Fizik Dergisi. 92, 4699–4704 (2002).
Ha, S., Mieszkowski, P., Skowronski, M. & Rowland, LB 4H silisyum karbür epitaksisinde dislokasyon dönüşümü. Ha, S., Mieszkowski, P., Skowronski, M. & Rowland, LB 4H silisyum karbür epitaksisinde dislokasyon dönüşümü.Ha S., Meszkowski P., Skowronski M. ve Rowland LB, 4H silisyum karbür epitaksi sırasında dislokasyon dönüşümü. 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. ve Rowland, LBSilisyum karbür epitaksisinde 4H dislokasyon geçişi.J. Kristal Büyümesi 244, 257–266 (2002).
Skowronski, M. & Ha, S. Altıgen silisyum karbür tabanlı bipolar cihazların bozulması. Skowronski, M. & Ha, S. Altıgen silisyum karbür tabanlı bipolar cihazların bozulması.Skowronski M. ve Ha S. Silisyum karbür esaslı altıgen bipolar cihazların bozulması. Skowronski, M. & Ha, S. 六方碳化硅基双极器件的降解。 Skowronski M. & Ha S.Skowronski M. ve Ha S. Silisyum karbür esaslı altıgen bipolar cihazların bozulması.J. Uygulamalı Fizik 99, 011101 (2006).
Agarwal, A., Fatima, H., Haney, S. ve Ryu, S.-H. Agarwal, A., Fatima, H., Haney, S. ve Ryu, S.-H.Agarwal A., Fatima H., Heini S. ve Ryu S.-H. Agarwal, A., Fatima, H., Haney, S. ve Ryu, S.-H. Agarwal, A., Fatima, H., Haney, S. ve Ryu, S.-H.Agarwal A., Fatima H., Heini S. ve Ryu S.-H.Yüksek voltajlı SiC güç MOSFET'leri için yeni bir bozulma mekanizması. IEEE Electronic Devices Lett. 28, 587–589 (2007).
Caldwell, JD, Stahlbush, RE, Ancona, MG, Glembocki, OJ & Hobart, KD 4H–SiC'de rekombinasyon kaynaklı istif hatası hareketinin itici gücü üzerine. Caldwell, JD, Stahlbush, RE, Ancona, MG, Glembocki, OJ & Hobart, KD 4H-SiC'de rekombinasyon kaynaklı istif hatası hareketinin itici gücü üzerine.Caldwell, JD, Stalbush, RE, Ancona, MG, Glemboki, OJ ve Hobart, KD, 4H-SiC'de rekombinasyon kaynaklı istif hatası hareketinin itici gücü üzerine. Caldwell, JD, Stahlbush, RE, Ancona, MG, Glembocki, OJ & Hobart, KD ve 4H-SiC 中复合引起的层错运动的驱动力. Caldwell, JD, Stahlbush, RE, Ancona, MG, Glembocki, OJ ve Hobart, KDCaldwell, JD, Stalbush, RE, Ancona, MG, Glemboki, OJ ve Hobart, KD, 4H-SiC'de rekombinasyon kaynaklı istif hatası hareketinin itici gücü üzerine.J. Uygulamalı Fizik. 108, 044503 (2010).
Iijima, A. & Kimoto, T. 4H-SiC kristallerinde tek Shockley istifleme hatası oluşumu için elektronik enerji modeli. Iijima, A. & Kimoto, T. 4H-SiC kristallerinde tek Shockley istifleme hatası oluşumu için elektronik enerji modeli.Iijima, A. ve Kimoto, T. 4H-SiC kristallerinde Shockley paketlemesinin tekil kusurlarının oluşumunun elektron enerjisi modeli. 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. 4H-SiC kristalinde tek Shockley istifleme hatası oluşumunun elektronik enerji modeli.Iijima, A. ve Kimoto, T. 4H-SiC kristallerinde tek kusurlu Shockley paketlenmesinin oluşumunun elektron enerjisi modeli.J. Uygulamalı Fizik 126, 105703 (2019).
Iijima, A. & Kimoto, T. 4H-SiC PiN diyotlarında tekli Shockley istifleme hatalarının genişleme/daralması için kritik koşulun tahmini. Iijima, A. & Kimoto, T. 4H-SiC PiN diyotlarında tekli Shockley istifleme hatalarının genişleme/daralması için kritik koşulun tahmini.Iijima, A. ve Kimoto, T. 4H-SiC PiN diyotlarında tek Shockley paketleme kusurlarının genişleme/sıkışması için kritik durumun tahmini. 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. 4H-SiC PiN diyotlarında tek Shockley istifleme katmanının genişleme/daralma koşullarının tahmini.Iijima, A. ve Kimoto, T. 4H-SiC PiN diyotlarında tek kusurlu Shockley paketlemesinin genişlemesi/sıkışması için kritik koşulların tahmini.Uygulamalı Fizik Wright. 116, 092105 (2020).
Mannen, Y., Shimada, K., Asada, K. ve Ohtani, N. Denge dışı koşullar altında 4H-SiC kristalinde tek bir Shockley istifleme hatasının oluşumu için kuantum kuyu eylem modeli. Mannen, Y., Shimada, K., Asada, K. ve Ohtani, N. Denge dışı koşullar altında 4H-SiC kristalinde tek bir Shockley istifleme hatasının oluşumu için kuantum kuyu eylem modeli.Mannen Y., Shimada K., Asada K. ve Otani N. Dengesiz koşullar altında 4H-SiC kristalinde tek bir Shockley istifleme hatasının oluşumu için bir kuantum kuyusu modeli.Mannen Y., Shimada K., Asada K. ve Otani N. Dengesiz koşullar altında 4H-SiC kristallerinde tek Shockley istifleme hatalarının oluşumu için kuantum kuyu etkileşim modeli. J. Uygulamalı Fizik. 125, 085705 (2019).
Galeckas, A., Linnros, J. ve Pirouz, P. Rekombinasyon kaynaklı istifleme hataları: Altıgen SiC'de genel bir mekanizmaya dair kanıtlar. Galeckas, A., Linnros, J. ve Pirouz, P. Rekombinasyon kaynaklı istifleme hataları: Altıgen SiC'de genel bir mekanizmaya dair kanıtlar.Galeckas, A., Linnros, J. ve Pirouz, P. Rekombinasyon Kaynaklı Paketleme Kusurları: Altıgen SiC'de Ortak Bir Mekanizmaya Dair Kanıtlar. Galeckas, A., Linnros, J. & Pirouz, P. Galeckas, A., Linnros, J. & Pirouz, P. Kompozit indüksiyonlu istifleme katmanının genel mekanizmasına dair kanıtlar: 六方SiC.Galeckas, A., Linnros, J. ve Pirouz, P. Rekombinasyon Kaynaklı Paketleme Kusurları: Altıgen SiC'de Ortak Bir Mekanizmaya Dair Kanıtlar.Fizik Pastor Wright. 96, 025502 (2006).
Ishikawa, Y., Sudo, M., Yao, Y.-Z., Sugawara, Y. & Kato, M. Elektron ışınlaması nedeniyle 4H-SiC (11 2 ¯0) epitaksiyel tabakasında tek bir Shockley istifleme hatasının genişlemesi.Ishikawa, Y., M. Sudo, Y.-Z ışınlama.Ishikawa, Y., Sudo M., Y.-Z Psikoloji.Box, Ю., М. Судо, Y.-Z Chem., J. Chem., 123, 225101 (2018).
Kato, M., Katahira, S., Ichikawa, Y., Harada, S. ve Kimoto, T. 4H-SiC'de tekli Shockley istifleme hatalarında ve kısmi dislokasyonlarda taşıyıcı rekombinasyonunun gözlemlenmesi. Kato, M., Katahira, S., Ichikawa, Y., Harada, S. ve Kimoto, T. 4H-SiC'de tekli Shockley istifleme hatalarında ve kısmi dislokasyonlarda taşıyıcı rekombinasyonunun gözlemlenmesi.Kato M., Katahira S., Itikawa Y., Harada S. ve Kimoto T. 4H-SiC'de Tekli Shockley Paketleme Kusurları ve Kısmi Dislokasyonlarda Taşıyıcı Rekombinasyonunun Gözlemlenmesi. 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 istifleme istifleme ve 4H-SiC kısmi 位错中载流子去生的可以。Kato M., Katahira S., Itikawa Y., Harada S. ve Kimoto T. 4H-SiC'de Tekli Shockley Paketleme Kusurları ve Kısmi Dislokasyonlarda Taşıyıcı Rekombinasyonunun Gözlemlenmesi.J. Uygulamalı Fizik 124, 095702 (2018).
Kimoto, T. ve Watanabe, H. Yüksek gerilimli güç cihazları için SiC teknolojisinde kusur mühendisliği. Kimoto, T. ve Watanabe, H. Yüksek gerilimli güç cihazları için SiC teknolojisinde kusur mühendisliği.Kimoto, T. ve Watanabe, H. Yüksek gerilimli güç cihazları için SiC teknolojisinde kusurların gelişimi. Kimoto, T. & Watanabe, H. 用于高压功率器件的SiC 技术中的缺陷工程。 Kimoto, T. ve Watanabe, H. Yüksek gerilimli güç cihazları için SiC teknolojisinde kusur mühendisliği.Kimoto, T. ve Watanabe, H. Yüksek gerilimli güç cihazları için SiC teknolojisinde kusurların gelişimi.Uygulama Fiziği Express 13, 120101 (2020).
Zhang, Z. & Sudarshan, TS Silisyum karbürün bazal düzlem dislokasyonsuz epitaksisi. Zhang, Z. & Sudarshan, TS Silisyum karbürün bazal düzlem dislokasyonsuz epitaksisi.Zhang Z. ve Sudarshan TS, Silisyum karbürün bazal düzlemde dislokasyon içermeyen epitaksisi. Zhang, Z. ve Sudarshan, TS 碳化硅基面无位错外延。 Zhang, Z. ve Sudarshan, TSZhang Z. ve Sudarshan TS Silisyum karbürün bazal düzlemlerinin dislokasyonsuz epitaksisi.ifade. fizik. Wright. 87, 151913 (2005).
Zhang, Z., Moulton, E. & Sudarshan, TS, Kazınmış bir alt tabaka üzerinde epitaksi yoluyla SiC ince filmlerdeki bazal düzlem dislokasyonlarının ortadan kaldırılmasının mekanizması. Zhang, Z., Moulton, E. & Sudarshan, TS, Kazınmış bir alt tabaka üzerinde epitaksi yoluyla SiC ince filmlerdeki bazal düzlem dislokasyonlarının ortadan kaldırılmasının mekanizması.Zhang Z., Moulton E. ve Sudarshan TS, Kazınmış bir alt tabaka üzerinde epitaksi yoluyla SiC ince filmlerinde taban düzlemi dislokasyonlarının ortadan kaldırılma mekanizması. 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 Yüzey aşındırma yöntemiyle SiC ince filminin ortadan kaldırılma mekanizması.Zhang Z., Moulton E. ve Sudarshan TS, Kazınmış alt tabakalar üzerinde epitaksi yoluyla SiC ince filmlerinde taban düzlemi dislokasyonlarının ortadan kaldırılma mekanizması.Uygulamalı Fizik Wright. 89, 081910 (2006).
Shtalbush RE ve diğerleri. Büyüme kesintisi, 4H-SiC epitaksi sırasında bazal düzlem dislokasyonlarında azalmaya yol açar. bildiri. fizik. Wright. 94, 041916 (2009).
Zhang, X. ve Tsuchida, H. 4H-SiC epitabakalarında yüksek sıcaklıkta tavlama ile bazal düzlem dislokasyonlarının kenar dislokasyonlarına dönüştürülmesi. Zhang, X. ve Tsuchida, H. 4H-SiC epitabakalarında yüksek sıcaklıkta tavlama ile bazal düzlem dislokasyonlarının kenar dislokasyonlarına dönüştürülmesi.Zhang, X. ve Tsuchida, H. 4H-SiC epitaksiyel katmanlarında yüksek sıcaklıkta tavlama ile bazal düzlem dislokasyonlarının kenar dislokasyonlarına dönüşümü. 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. ve Tsuchida, H. Yüksek sıcaklıkta tavlama ile 4H-SiC epitaksiyel katmanlarında taban düzlemi dislokasyonlarının filament kenarı dislokasyonlarına dönüşümü.J. Uygulamalı Fizik. 111, 123512 (2012).
Song, H. & Sudarshan, TS 4° eksen dışı 4H–SiC'nin epitaksiyel büyümesinde epitabaka/alt tabaka arayüzüne yakın bazal düzlem dislokasyon dönüşümü. Song, H. & Sudarshan, TS 4° eksen dışı 4H–SiC'nin epitaksiyel büyümesinde epitabaka/alt tabaka arayüzüne yakın bazal düzlem dislokasyon dönüşümü.Song, H. ve Sudarshan, TS, 4H–SiC'nin eksen dışı epitaksiyel büyümesi sırasında epitaksiyel tabaka/alt tabaka arayüzüne yakın bazal düzlem dislokasyonlarının dönüşümü. 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。 Song, H. & Sudarshan, TS 在4° 离轴4H-SiC Song, H. & Sudarshan, TS4H-SiC'nin 4° ekseni dışında epitaksiyel büyümesi sırasında, epitaksiyel katman/alt tabaka sınırı yakınındaki alt tabakanın düzlemsel yer değiştirme geçişi.J. Kristal. Büyüme 371, 94–101 (2013).
Konishi, K. ve diğerleri. Yüksek akımda, 4H-SiC epitaksiyel katmanlarında bazal düzlem dislokasyon istifleme hatasının yayılımı, filament kenarı dislokasyonlarına dönüşür. J. Uygulamalı Fizik. 114, 014504 (2013).
Konishi, K. ve diğerleri. Operasyonel X-ışını topografik analizinde genişletilmiş istifleme hatası çekirdeklenme bölgelerini tespit ederek bipolar bozulmayan SiC MOSFET'ler için epitaksiyel katmanlar tasarlayın. AIP Advanced 12, 035310 (2022).
Lin, S. ve diğerleri. 4H-SiC pin diyotlarının ileri akım azalması sırasında tek bir Shockley tipi istif hatasının yayılması üzerinde bazal düzlem dislokasyon yapısının etkisi. Japonya. Uygulamalı Fizik Dergisi. 57, 04FR07 (2018).
Tahara, T., ve diğerleri. Azotça zengin 4H-SiC epitabakalarındaki kısa azınlık taşıyıcı ömrü, PiN diyotlardaki istifleme hatalarını bastırmak için kullanılır. J. Uygulamalı Fizik. 120, 115101 (2016).
Tahara, T. ve diğerleri. 4H-SiC PiN diyotlarında tek Shockley istifleme hatası yayılımının enjekte edilen taşıyıcı konsantrasyonuna bağımlılığı. J. Application. Physics 123, 025707 (2018).
Mae, S., Tawara, T., Tsuchida, H. ve Kato, M. SiC'de derinlik çözünürlüklü taşıyıcı ömrü ölçümü için mikroskobik FCA sistemi. Mae, S., Tawara, T., Tsuchida, H. ve Kato, M. SiC'de derinlik çözünürlüklü taşıyıcı ömrü ölçümü için mikroskobik FCA sistemi.Mei, S., Tawara, T., Tsuchida, H. ve Kato, M. Silisyum Karbürde Derinlik Çözünürlüklü Taşıyıcı Ömrü Ölçümleri için FCA Mikroskobik Sistemi. Mae, S., Tawara, T., Tsuchida, H. & Kato, M. Mae, S.、Tawara, T.、Tsuchida, H. & Kato, M. SiC orta derinlikli ölçüm için ömür boyu ölçümFCA sistemi.Mei S., Tawara T., Tsuchida H. ve Kato M. Silisyum karbürde derinlik çözünürlüklü taşıyıcı ömrü ölçümleri için mikro-FCA sistemi.alma mater science Forum 924, 269–272 (2018).
Hirayama, T. ve diğerleri. Kalın 4H-SiC epitaksiyel katmanlarında taşıyıcı ömürlerinin derinlik dağılımı, serbest taşıyıcı soğurmasının zaman çözünürlüğü ve çapraz ışık kullanılarak tahribatsız olarak ölçülmüştür. Bilime geçiş. metre. 91, 123902 (2020).
Yayın tarihi: 06.11.2022
