Nature.com ని సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు. మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ వెర్షన్ పరిమిత CSS మద్దతును కలిగి ఉంది. ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు నవీకరించబడిన బ్రౌజర్‌ను ఉపయోగించాలని మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము (లేదా ఇంటర్నెట్ ఎక్స్‌ప్లోరర్‌లో అనుకూలత మోడ్‌ను నిలిపివేయండి). ఈలోగా, నిరంతర మద్దతును నిర్ధారించడానికి, మేము సైట్‌ను శైలులు మరియు జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా రెండర్ చేస్తాము.
4H-SiC ను పవర్ సెమీకండక్టర్ పరికరాలకు ఒక పదార్థంగా వాణిజ్యీకరించారు. అయితే, 4H-SiC పరికరాల దీర్ఘకాలిక విశ్వసనీయత వాటి విస్తృత అనువర్తనానికి అడ్డంకిగా ఉంది మరియు 4H-SiC పరికరాల యొక్క అతి ముఖ్యమైన విశ్వసనీయత సమస్య బైపోలార్ క్షీణత. ఈ క్షీణత 4H-SiC స్ఫటికాలలో బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్స్ యొక్క ఒకే షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ (1SSF) ప్రచారం వల్ల సంభవిస్తుంది. ఇక్కడ, 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్‌లపై ప్రోటాన్‌లను అమర్చడం ద్వారా 1SSF విస్తరణను అణచివేయడానికి మేము ఒక పద్ధతిని ప్రతిపాదిస్తున్నాము. ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్‌తో వేఫర్‌లపై తయారు చేయబడిన PiN డయోడ్‌లు ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ లేకుండా డయోడ్‌ల మాదిరిగానే కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణాలను చూపించాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, ప్రోటాన్-ఇంప్లాంట్ చేయబడిన PiN డయోడ్‌లో 1SSF విస్తరణ సమర్థవంతంగా అణచివేయబడుతుంది. అందువల్ల, 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్‌లలో ప్రోటాన్‌లను అమర్చడం అనేది పరికర పనితీరును కొనసాగిస్తూ 4H-SiC పవర్ సెమీకండక్టర్ పరికరాల బైపోలార్ క్షీణతను అణచివేయడానికి ఒక ప్రభావవంతమైన పద్ధతి. ఈ ఫలితం అత్యంత విశ్వసనీయమైన 4H-SiC పరికరాల అభివృద్ధికి దోహదపడుతుంది.
కఠినమైన వాతావరణాలలో పనిచేయగల అధిక-శక్తి, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సెమీకండక్టర్ పరికరాలకు సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC) సెమీకండక్టర్ పదార్థంగా విస్తృతంగా గుర్తించబడింది1. అనేక SiC పాలీటైప్‌లు ఉన్నాయి, వాటిలో 4H-SiC అధిక ఎలక్ట్రాన్ మొబిలిటీ మరియు బలమైన బ్రేక్‌డౌన్ ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ వంటి అద్భుతమైన సెమీకండక్టర్ పరికర భౌతిక లక్షణాలను కలిగి ఉంది2. 6 అంగుళాల వ్యాసం కలిగిన 4H-SiC వేఫర్‌లు ప్రస్తుతం వాణిజ్యీకరించబడ్డాయి మరియు పవర్ సెమీకండక్టర్ పరికరాల భారీ ఉత్పత్తికి ఉపయోగించబడుతున్నాయి3. ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు మరియు రైళ్ల కోసం ట్రాక్షన్ సిస్టమ్‌లు 4H-SiC4.5 పవర్ సెమీకండక్టర్ పరికరాలను ఉపయోగించి తయారు చేయబడ్డాయి. అయినప్పటికీ, 4H-SiC పరికరాలు ఇప్పటికీ డైఎలెక్ట్రిక్ బ్రేక్‌డౌన్ లేదా షార్ట్-సర్క్యూట్ విశ్వసనీయత వంటి దీర్ఘకాలిక విశ్వసనీయత సమస్యలతో బాధపడుతున్నాయి,6,7 వీటిలో అతి ముఖ్యమైన విశ్వసనీయత సమస్యలలో ఒకటి బైపోలార్ డీగ్రేడేషన్2,8,9,10,11. ఈ బైపోలార్ డీగ్రేడేషన్ 20 సంవత్సరాల క్రితం కనుగొనబడింది మరియు SiC పరికర తయారీలో చాలా కాలంగా సమస్యగా ఉంది.
4H-SiC స్ఫటికాలలో ఒకే షాక్లీ స్టాక్ లోపం (1SSF) వల్ల బైపోలార్ క్షీణత సంభవిస్తుంది, ఇది రీకాంబినేషన్ ఎన్హాన్స్డ్ డిస్లోకేషన్ గ్లైడ్ (REDG)12,13,14,15,16,17,18,19 ద్వారా ప్రచారం చేసే బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్స్ (BPDలు)తో ఉంటుంది. అందువల్ల, BPD విస్తరణను 1SSFకి అణచివేస్తే, 4H-SiC పవర్ పరికరాలను బైపోలార్ క్షీణత లేకుండా తయారు చేయవచ్చు. BPD ప్రచారాన్ని అణచివేయడానికి అనేక పద్ధతులు నివేదించబడ్డాయి, ఉదాహరణకు BPD నుండి థ్రెడ్ ఎడ్జ్ డిస్లోకేషన్ (TED) పరివర్తన 20,21,22,23,24. తాజా SiC ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్‌లలో, ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల ప్రారంభ దశలో BPDని TEDకి మార్చడం వలన BPD ప్రధానంగా సబ్‌స్ట్రేట్‌లో ఉంటుంది మరియు ఎపిటాక్సియల్ పొరలో కాదు. అందువల్ల, బైపోలార్ క్షీణత యొక్క మిగిలిన సమస్య సబ్‌స్ట్రేట్ 25,26,27లో BPD పంపిణీ. డ్రిఫ్ట్ పొర మరియు ఉపరితలం మధ్య "కాంపోజిట్ రీన్ఫోర్సింగ్ పొర" చొప్పించడం అనేది సబ్‌స్ట్రేట్28, 29, 30, 31లో BPD విస్తరణను అణిచివేయడానికి ప్రభావవంతమైన పద్ధతిగా ప్రతిపాదించబడింది. ఈ పొర ఎపిటాక్సియల్ పొర మరియు SiC సబ్‌స్ట్రేట్‌లో ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జత పునఃసంయోగం యొక్క సంభావ్యతను పెంచుతుంది. ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతల సంఖ్యను తగ్గించడం వలన సబ్‌స్ట్రేట్‌లో REDG యొక్క చోదక శక్తి BPDకి తగ్గుతుంది, కాబట్టి మిశ్రమ ఉపబల పొర బైపోలార్ క్షీణతను అణిచివేయగలదు. పొరను చొప్పించడం వల్ల వేఫర్‌ల ఉత్పత్తిలో అదనపు ఖర్చులు వస్తాయని మరియు పొరను చొప్పించకుండా క్యారియర్ జీవితకాలం యొక్క నియంత్రణను మాత్రమే నియంత్రించడం ద్వారా ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతల సంఖ్యను తగ్గించడం కష్టమని గమనించాలి. అందువల్ల, పరికర తయారీ ఖర్చు మరియు దిగుబడి మధ్య మెరుగైన సమతుల్యతను సాధించడానికి ఇతర అణచివేత పద్ధతులను అభివృద్ధి చేయవలసిన అవసరం ఇంకా ఉంది.
BPD ని 1SSF కి విస్తరించడానికి పాక్షిక డిస్లోకేషన్స్ (PDs) కదలిక అవసరం కాబట్టి, PD ని పిన్ చేయడం అనేది బైపోలార్ క్షీణతను నిరోధించడానికి ఒక ఆశాజనకమైన విధానం. లోహ మలినాల ద్వారా PD పిన్ చేయడం నివేదించబడినప్పటికీ, 4H-SiC ఉపరితలాలలో FPDలు ఎపిటాక్సియల్ పొర యొక్క ఉపరితలం నుండి 5 μm కంటే ఎక్కువ దూరంలో ఉన్నాయి. అదనంగా, SiC లోని ఏదైనా లోహం యొక్క వ్యాప్తి గుణకం చాలా తక్కువగా ఉన్నందున, లోహ మలినాలను ఉపరితలంలోకి వ్యాప్తి చేయడం కష్టం34. లోహాల సాపేక్షంగా పెద్ద పరమాణు ద్రవ్యరాశి కారణంగా, లోహాల అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్ కూడా కష్టం. దీనికి విరుద్ధంగా, తేలికైన మూలకం అయిన హైడ్రోజన్ విషయంలో, అయాన్లు (ప్రోటాన్లు) MeV-క్లాస్ యాక్సిలరేటర్ ఉపయోగించి 4H-SiC లోకి 10 µm కంటే ఎక్కువ లోతు వరకు అమర్చవచ్చు. అందువల్ల, ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ PD పిన్నింగ్‌ను ప్రభావితం చేస్తే, దానిని ఉపరితలంలో BPD వ్యాప్తిని అణిచివేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. అయితే, ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ 4H-SiCని దెబ్బతీస్తుంది మరియు పరికర పనితీరు 37,38,39,40 తగ్గుతుంది.
ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ వల్ల పరికర క్షీణతను అధిగమించడానికి, నష్టాన్ని సరిచేయడానికి అధిక-ఉష్ణోగ్రత ఎనియలింగ్ ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది పరికర ప్రాసెసింగ్‌లో అంగీకార అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్ తర్వాత సాధారణంగా ఉపయోగించే ఎనియలింగ్ పద్ధతిని పోలి ఉంటుంది1, 40, 41, 42. సెకండరీ అయాన్ మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ (SIMS)43 అధిక-ఉష్ణోగ్రత ఎనియలింగ్ కారణంగా హైడ్రోజన్ వ్యాప్తిని నివేదించినప్పటికీ, FD దగ్గర ఉన్న హైడ్రోజన్ అణువుల సాంద్రత మాత్రమే SIMS ఉపయోగించి PR యొక్క పిన్నింగ్‌ను గుర్తించడానికి సరిపోకపోవచ్చు. అందువల్ల, ఈ అధ్యయనంలో, పరికర తయారీ ప్రక్రియకు ముందు మేము ప్రోటాన్‌లను 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్‌లలోకి అమర్చాము, ఇందులో అధిక ఉష్ణోగ్రత ఎనియలింగ్ కూడా ఉంది. మేము PiN డయోడ్‌లను ప్రయోగాత్మక పరికర నిర్మాణాలుగా ఉపయోగించాము మరియు వాటిని ప్రోటాన్-ఇంప్లాంట్ చేసిన 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్‌లపై తయారు చేసాము. ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్ కారణంగా పరికర పనితీరు క్షీణతను అధ్యయనం చేయడానికి మేము వోల్ట్-ఆంపియర్ లక్షణాలను గమనించాము. తదనంతరం, PiN డయోడ్‌కు విద్యుత్ వోల్టేజ్‌ను వర్తింపజేసిన తర్వాత ఎలక్ట్రోల్యూమినిసెన్స్ (EL) చిత్రాలలో 1SSF విస్తరణను మేము గమనించాము. చివరగా, 1SSF విస్తరణ అణచివేతపై ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్ ప్రభావాన్ని మేము నిర్ధారించాము.
పల్స్డ్ కరెంట్ కు ముందు ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ ఉన్న మరియు లేని ప్రాంతాలలో గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద PiN డయోడ్ ల యొక్క కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణాలను (CVC లు) Figure 1 చూపిస్తుంది. IV లక్షణాలు డయోడ్ ల మధ్య పంచుకోబడినప్పటికీ, ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్ ఉన్న PiN డయోడ్ లు ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్ లేని డయోడ్ ల మాదిరిగానే సరిదిద్దే లక్షణాలను చూపుతాయి. ఇంజెక్షన్ పరిస్థితుల మధ్య వ్యత్యాసాన్ని సూచించడానికి, మేము Figure 2 లో చూపిన విధంగా గణాంక ప్లాట్ గా 2.5 A/cm2 (100 mA కి అనుగుణంగా) ఫార్వర్డ్ కరెంట్ సాంద్రత వద్ద వోల్టేజ్ ఫ్రీక్వెన్సీని ప్లాట్ చేసాము. సాధారణ పంపిణీ ద్వారా అంచనా వేయబడిన వక్రరేఖ కూడా చుక్కల రేఖ ద్వారా సూచించబడుతుంది. వక్రరేఖల శిఖరాల నుండి చూడగలిగినట్లుగా, 1014 మరియు 1016 cm-2 యొక్క ప్రోటాన్ మోతాదుల వద్ద ఆన్-రెసిస్టెన్స్ కొద్దిగా పెరుగుతుంది, అయితే 1012 cm-2 యొక్క ప్రోటాన్ మోతాదు కలిగిన PiN డయోడ్ ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ లేకుండా దాదాపు అదే లక్షణాలను చూపుతుంది. మునుపటి అధ్యయనాలలో వివరించిన విధంగా మూర్తి S1లో చూపిన విధంగా ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ వల్ల కలిగే నష్టం కారణంగా ఏకరీతి ఎలక్ట్రోల్యూమినిసెన్స్‌ను ప్రదర్శించని PiN డయోడ్‌ల తయారీ తర్వాత మేము ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్‌ను కూడా నిర్వహించాము37,38,39. అందువల్ల, Al అయాన్‌లను అమర్చిన తర్వాత 1600 °C వద్ద ఎనియలింగ్ చేయడం అనేది Al అంగీకారకాన్ని సక్రియం చేయడానికి పరికరాలను తయారు చేయడానికి అవసరమైన ప్రక్రియ, ఇది ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ వల్ల కలిగే నష్టాన్ని సరిచేయగలదు, ఇది CVCలను అమర్చిన మరియు అమర్చని ప్రోటాన్ PiN డయోడ్‌ల మధ్య ఒకేలా చేస్తుంది. -5 V వద్ద రివర్స్ కరెంట్ ఫ్రీక్వెన్సీని కూడా చిత్రం S2లో ప్రదర్శించారు, ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్ ఉన్న మరియు లేని డయోడ్‌ల మధ్య గణనీయమైన తేడా లేదు.
గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఇంజెక్ట్ చేయబడిన ప్రోటాన్‌లతో మరియు లేకుండా PiN డయోడ్‌ల యొక్క వోల్ట్-ఆంపియర్ లక్షణాలు. లెజెండ్ ప్రోటాన్ల మోతాదును సూచిస్తుంది.
ఇంజెక్ట్ చేయబడిన మరియు ఇంజెక్ట్ చేయని ప్రోటాన్‌లతో PiN డయోడ్‌లకు డైరెక్ట్ కరెంట్ 2.5 A/cm2 వద్ద వోల్టేజ్ ఫ్రీక్వెన్సీ. చుక్కల రేఖ సాధారణ పంపిణీకి అనుగుణంగా ఉంటుంది.
అంజీర్ 3లో వోల్టేజ్ తర్వాత 25 A/cm2 కరెంట్ సాంద్రత కలిగిన PiN డయోడ్ యొక్క EL ఇమేజ్ చూపిస్తుంది. పల్స్డ్ కరెంట్ లోడ్‌ను వర్తించే ముందు, డయోడ్ యొక్క చీకటి ప్రాంతాలు గమనించబడలేదు, చిత్రం 3.C2లో చూపబడింది. అయితే, అంజీర్ 3aలో చూపినట్లుగా, ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ లేని PiN డయోడ్‌లో, విద్యుత్ వోల్టేజ్‌ను వర్తింపజేసిన తర్వాత కాంతి అంచులతో అనేక చీకటి చారల ప్రాంతాలు గమనించబడ్డాయి. సబ్‌స్ట్రేట్28,29లో BPD నుండి విస్తరించి ఉన్న 1SSF కోసం EL చిత్రాలలో ఇటువంటి రాడ్-ఆకారపు చీకటి ప్రాంతాలు గమనించబడ్డాయి. బదులుగా, అంజీర్ 3b-dలో చూపిన విధంగా, ఇంప్లాంట్ చేయబడిన ప్రోటాన్‌లతో PiN డయోడ్‌లలో కొన్ని విస్తరించిన స్టాకింగ్ లోపాలు గమనించబడ్డాయి. ఎక్స్-రే టోపోగ్రఫీని ఉపయోగించి, ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్ లేకుండా PiN డయోడ్‌లోని కాంటాక్ట్‌ల అంచున BPD నుండి సబ్‌స్ట్రేట్‌కు కదలగల PRల ఉనికిని మేము నిర్ధారించాము (చిత్రం 4: పై ఎలక్ట్రోడ్‌ను తొలగించకుండా ఈ చిత్రం (ఫోటోగ్రాఫ్ చేయబడింది, ఎలక్ట్రోడ్‌ల కింద PR కనిపించదు). అందువల్ల, EL ఇమేజ్‌లోని డార్క్ ఏరియా సబ్‌స్ట్రేట్‌లోని విస్తరించిన 1SSF BPDకి అనుగుణంగా ఉంటుంది. ఇతర లోడ్ చేయబడిన PiN డయోడ్‌ల EL చిత్రాలు చిత్రాలు 1 మరియు 2లో చూపబడ్డాయి. విస్తరించిన డార్క్ ఏరియాలతో మరియు లేకుండా S3-S6 వీడియోలు (ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్ లేకుండా మరియు 1014 cm-2 వద్ద అమర్చబడిన PiN డయోడ్‌ల యొక్క సమయ-మారుతున్న EL చిత్రాలు) అనుబంధ సమాచారంలో కూడా చూపబడ్డాయి.
ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ లేకుండా 2 గంటల విద్యుత్ ఒత్తిడి (a) తర్వాత మరియు (b) 1012 cm-2, (c) 1014 cm-2 మరియు (d) 1016 cm-2 ప్రోటాన్ల ఇంప్లాంట్ చేయబడిన మోతాదులతో 25 A/cm2 వద్ద PiN డయోడ్‌ల EL చిత్రాలు.
చిత్రం 5లో చూపిన విధంగా, ప్రతి స్థితికి మూడు PiN డయోడ్‌లలో ప్రకాశవంతమైన అంచులతో చీకటి ప్రాంతాలను లెక్కించడం ద్వారా విస్తరించిన 1SSF సాంద్రతను మేము లెక్కించాము. విస్తరించిన 1SSF సాంద్రత పెరుగుతున్న ప్రోటాన్ మోతాదుతో తగ్గుతుంది మరియు 1012 cm-2 మోతాదులో కూడా, విస్తరించిన 1SSF సాంద్రత ఇంప్లాంట్ చేయని PiN డయోడ్ కంటే గణనీయంగా తక్కువగా ఉంటుంది.
పల్స్డ్ కరెంట్‌తో లోడ్ చేసిన తర్వాత ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్‌తో మరియు లేకుండా SF PiN డయోడ్‌ల సాంద్రతలు పెరిగాయి (ప్రతి స్థితిలో మూడు లోడ్ చేయబడిన డయోడ్‌లు ఉంటాయి).
క్యారియర్ జీవితకాలాన్ని తగ్గించడం వల్ల విస్తరణ అణచివేత కూడా ప్రభావితమవుతుంది మరియు ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్ క్యారియర్ జీవితకాలాన్ని తగ్గిస్తుంది32,36. 1014 సెం.మీ-2 ఇంజెక్ట్ చేయబడిన ప్రోటాన్‌లతో 60 µm మందం కలిగిన ఎపిటాక్సియల్ పొరలో క్యారియర్ జీవితకాలాన్ని మేము గమనించాము. ప్రారంభ క్యారియర్ జీవితకాలం నుండి, ఇంప్లాంట్ విలువను ~10%కి తగ్గించినప్పటికీ, తదుపరి ఎనియలింగ్ దానిని ~50%కి పునరుద్ధరిస్తుంది, Fig. S7లో చూపిన విధంగా. అందువల్ల, ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ కారణంగా తగ్గించబడిన క్యారియర్ జీవితకాలం అధిక-ఉష్ణోగ్రత ఎనియలింగ్ ద్వారా పునరుద్ధరించబడుతుంది. క్యారియర్ జీవితంలో 50% తగ్గింపు స్టాకింగ్ లోపాల వ్యాప్తిని కూడా అణిచివేస్తున్నప్పటికీ, సాధారణంగా క్యారియర్ జీవితంపై ఆధారపడిన I–V లక్షణాలు, ఇంజెక్ట్ చేయబడిన మరియు ఇంప్లాంట్ చేయని డయోడ్‌ల మధ్య చిన్న తేడాలను మాత్రమే చూపుతాయి. అందువల్ల, PD యాంకరింగ్ 1SSF విస్తరణను నిరోధించడంలో పాత్ర పోషిస్తుందని మేము విశ్వసిస్తున్నాము.
మునుపటి అధ్యయనాలలో నివేదించినట్లుగా, 1600°C వద్ద ఎనియలింగ్ తర్వాత SIMS హైడ్రోజన్‌ను గుర్తించనప్పటికీ, 1SSF విస్తరణ అణచివేతపై ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ ప్రభావాన్ని మేము గమనించాము, చిత్రాలు 1 మరియు 4లో చూపిన విధంగా. 3, 4. అందువల్ల, PD అనేది SIMS (2 × 1016 cm-3) యొక్క గుర్తింపు పరిమితి కంటే తక్కువ సాంద్రత కలిగిన హైడ్రోజన్ అణువుల ద్వారా లేదా ఇంప్లాంటేషన్ ద్వారా ప్రేరేపించబడిన పాయింట్ లోపాల ద్వారా లంగరు వేయబడిందని మేము విశ్వసిస్తున్నాము. సర్జ్ కరెంట్ లోడ్ తర్వాత 1SSF యొక్క పొడిగింపు కారణంగా ఆన్-స్టేట్ నిరోధకతలో పెరుగుదలను మేము నిర్ధారించలేదని గమనించాలి. ఇది మా ప్రక్రియను ఉపయోగించి చేసిన అసంపూర్ణ ఓమిక్ కాంటాక్ట్‌ల వల్ల కావచ్చు, ఇది సమీప భవిష్యత్తులో తొలగించబడుతుంది.
ముగింపులో, పరికర తయారీకి ముందు ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ ఉపయోగించి 4H-SiC PiN డయోడ్‌లలో BPDని 1SSFకి విస్తరించడానికి మేము ఒక క్వెన్చింగ్ పద్ధతిని అభివృద్ధి చేసాము. ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ సమయంలో I–V లక్షణం క్షీణించడం చాలా తక్కువ, ముఖ్యంగా 1012 cm–2 ప్రోటాన్ మోతాదులో, కానీ 1SSF విస్తరణను అణచివేసే ప్రభావం గణనీయంగా ఉంటుంది. ఈ అధ్యయనంలో మేము 10 µm మందపాటి PiN డయోడ్‌లను ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్‌తో 10 µm లోతు వరకు తయారు చేసినప్పటికీ, ఇంప్లాంటేషన్ పరిస్థితులను మరింత ఆప్టిమైజ్ చేయడం మరియు ఇతర రకాల 4H-SiC పరికరాలను తయారు చేయడానికి వాటిని వర్తింపజేయడం ఇప్పటికీ సాధ్యమే. ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ సమయంలో పరికర తయారీకి అదనపు ఖర్చులను పరిగణించాలి, కానీ అవి అల్యూమినియం అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్ ఖర్చులకు సమానంగా ఉంటాయి, ఇది 4H-SiC పవర్ పరికరాలకు ప్రధాన ఫాబ్రికేషన్ ప్రక్రియ. 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 దాత డోపింగ్ సాంద్రత కలిగిన 4-అంగుళాల n-రకం 4H-SiC వేఫర్‌ను నమూనాగా ఉపయోగించారు. పరికరాన్ని ప్రాసెస్ చేయడానికి ముందు, ప్లేట్ ఉపరితలంపై సాధారణ కోణంలో సుమారు 10 μm లోతు వరకు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద 0.95 MeV త్వరణ శక్తితో H+ అయాన్‌లను ప్లేట్‌లోకి అమర్చారు. ప్రోటాన్ ఇంప్లాంటేషన్ సమయంలో, ప్లేట్‌పై ఒక ముసుగు ఉపయోగించబడింది మరియు ప్లేట్‌లో 1012, 1014, లేదా 1016 cm-2 ప్రోటాన్ మోతాదు లేకుండా మరియు ఉన్న విభాగాలు ఉన్నాయి. తరువాత, 1020 మరియు 1017 cm–3 ప్రోటాన్ మోతాదులతో Al అయాన్‌లను మొత్తం వేఫర్‌పై 0–0.2 µm మరియు ఉపరితలం నుండి 0.2–0.5 µm లోతు వరకు అమర్చారు, తరువాత 1600°C వద్ద ఎనియలింగ్ చేసి కార్బన్ క్యాప్‌ను ఏర్పరుస్తారు, తద్వారా ap పొరను ఏర్పరుస్తుంది. -రకం. తదనంతరం, ఉపరితల వైపు వెనుక వైపు Ni కాంటాక్ట్ జమ చేయబడింది, అయితే ఫోటోలిథోగ్రఫీ ద్వారా ఏర్పడిన 2.0 mm × 2.0 mm దువ్వెన ఆకారంలో ఉన్న Ti/Al ఫ్రంట్ సైడ్ కాంటాక్ట్ మరియు ఎపిటాక్సియల్ పొర వైపు పీల్ ప్రక్రియ జమ చేయబడింది. చివరగా, కాంటాక్ట్ ఎనియలింగ్ 700 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద నిర్వహించబడుతుంది. వేఫర్‌ను చిప్స్‌గా కత్తిరించిన తర్వాత, మేము ఒత్తిడి లక్షణం మరియు అనువర్తనాన్ని నిర్వహించాము.
తయారు చేయబడిన PiN డయోడ్‌ల యొక్క I–V లక్షణాలను HP4155B సెమీకండక్టర్ పారామీటర్ ఎనలైజర్‌ను ఉపయోగించి గమనించారు. విద్యుత్ ఒత్తిడిగా, 10 పల్స్‌లు/సెకను ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద 2 గంటల పాటు 212.5 A/cm2 యొక్క 10-మిల్లీసెకన్ల పల్స్డ్ కరెంట్ ప్రవేశపెట్టబడింది. మేము తక్కువ కరెంట్ సాంద్రత లేదా ఫ్రీక్వెన్సీని ఎంచుకున్నప్పుడు, ప్రోటాన్ ఇంజెక్షన్ లేకుండా PiN డయోడ్‌లో కూడా 1SSF విస్తరణను మేము గమనించలేదు. అనువర్తిత విద్యుత్ వోల్టేజ్ సమయంలో, PiN డయోడ్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత ఉద్దేశపూర్వక తాపన లేకుండా 70°C చుట్టూ ఉంటుంది, చిత్రం S8లో చూపిన విధంగా. 25 A/cm2 కరెంట్ సాంద్రత వద్ద విద్యుత్ ఒత్తిడికి ముందు మరియు తరువాత ఎలక్ట్రోల్యూమినిసెంట్ చిత్రాలను పొందారు. ఐచి సింక్రోట్రాన్ రేడియేషన్ సెంటర్‌లో మోనోక్రోమటిక్ ఎక్స్-రే బీమ్ (λ = 0.15 nm) ఉపయోగించి సింక్రోట్రాన్ రిఫ్లెక్షన్ మేజింగ్ ఇన్సిడెన్స్ ఎక్స్-రే టోపోగ్రఫీ, BL8S2లోని ag వెక్టర్ -1-128 లేదా 11-28 (వివరాల కోసం ref. 44 చూడండి).
PiN డయోడ్ యొక్క ప్రతి స్థితి యొక్క CVC ప్రకారం 2.5 A/cm2 ఫార్వర్డ్ కరెంట్ సాంద్రత వద్ద వోల్టేజ్ ఫ్రీక్వెన్సీని అంజీర్ 2 లో 0.5 V విరామంతో సంగ్రహిస్తారు. ఒత్తిడి వేవ్ యొక్క సగటు విలువ మరియు ఒత్తిడి యొక్క ప్రామాణిక విచలనం σ నుండి, మేము ఈ క్రింది సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి చిత్రం 2 లో చుక్కల రేఖ రూపంలో సాధారణ పంపిణీ వక్రతను ప్లాట్ చేస్తాము:
అధిక-ఉష్ణోగ్రత మరియు కఠినమైన-పర్యావరణ అనువర్తనాల కోసం పదార్థాలు, మైక్రోసెన్సర్లు, వ్యవస్థలు మరియు పరికరాలపై వెర్నర్, MR & ఫాహ్నర్, WR సమీక్ష. అధిక-ఉష్ణోగ్రత మరియు కఠినమైన-పర్యావరణ అనువర్తనాల కోసం పదార్థాలు, మైక్రోసెన్సర్లు, వ్యవస్థలు మరియు పరికరాలపై వెర్నర్, MR & ఫాహ్నర్, WR సమీక్ష.వెర్నర్, MR మరియు ఫార్నర్, WR అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు కఠినమైన వాతావరణాలలో అనువర్తనాల కోసం పదార్థాలు, మైక్రోసెన్సర్లు, వ్యవస్థలు మరియు పరికరాల అవలోకనం. వెర్నెర్, MR & ఫార్నర్, WR వెర్నర్, MR & ఫాహ్నర్, WR అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు ప్రతికూల పర్యావరణ అనువర్తనాల కోసం పదార్థాలు, మైక్రోసెన్సర్లు, వ్యవస్థలు మరియు పరికరాల సమీక్ష.వెర్నర్, MR మరియు ఫార్నర్, WR అధిక ఉష్ణోగ్రతలు మరియు కఠినమైన పరిస్థితులలో అనువర్తనాల కోసం పదార్థాలు, మైక్రోసెన్సర్లు, వ్యవస్థలు మరియు పరికరాల అవలోకనం.IEEE ట్రాన్స్. ఇండస్ట్రియల్ ఎలక్ట్రానిక్స్. 48, 249–257 (2001).
కిమోటో, టి. & కూపర్, జెఎ ఫండమెంటల్స్ ఆఫ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ టెక్నాలజీ ఫండమెంటల్స్ ఆఫ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ టెక్నాలజీ: గ్రోత్, క్యారెక్టరైజేషన్, డివైసెస్ అండ్ అప్లికేషన్స్ వాల్యూమ్. కిమోటో, టి. & కూపర్, జెఎ ఫండమెంటల్స్ ఆఫ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ టెక్నాలజీ ఫండమెంటల్స్ ఆఫ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ టెక్నాలజీ: గ్రోత్, క్యారెక్టరైజేషన్, డివైసెస్ అండ్ అప్లికేషన్స్ వాల్యూమ్.కిమోటో, టి. మరియు కూపర్, జెఎ బేసిక్స్ ఆఫ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ టెక్నాలజీ బేసిక్స్ ఆఫ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ టెక్నాలజీ: గ్రోత్, క్యారెక్టరిస్టిక్స్, డివైసెస్ అండ్ అప్లికేషన్స్ వాల్యూమ్. కిమోటో, టి. & కూపర్, JA 碳化硅技术基础碳化硅技术基础 కిమోటో, టి. & కూపర్, జెఎ కార్బన్ మరియు సిలికాన్ టెక్నాలజీ బేస్ కార్బన్ మరియు సిలికాన్ టెక్నాలజీ బేస్: పెరుగుదల, వివరణ, పరికరాలు మరియు అప్లికేషన్ వాల్యూమ్.కిమోటో, టి. మరియు కూపర్, జె. బేసిక్స్ ఆఫ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ టెక్నాలజీ బేసిక్స్ ఆఫ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ టెక్నాలజీ: గ్రోత్, క్యారెక్టరిస్టిక్స్, ఎక్విప్‌మెంట్ అండ్ అప్లికేషన్స్ వాల్యూమ్.252 (విలే సింగపూర్ ప్రైవేట్ లిమిటెడ్, 2014).
వెలియాడిస్, వి. SiC యొక్క పెద్ద ఎత్తున వాణిజ్యీకరణ: యథాతథ స్థితి మరియు అధిగమించాల్సిన అడ్డంకులు. అల్మా మేటర్. సైన్స్. ఫోరం 1062, 125–130 (2022).
బ్రాటన్, జె., స్మెట్, వి., తుమ్మల, ఆర్ఆర్ & జోషి, వైకె ట్రాక్షన్ ప్రయోజనాల కోసం ఆటోమోటివ్ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ కోసం థర్మల్ ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీల సమీక్ష. బ్రాటన్, జె., స్మెట్, వి., తుమ్మల, ఆర్ఆర్ & జోషి, వైకె ట్రాక్షన్ ప్రయోజనాల కోసం ఆటోమోటివ్ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ కోసం థర్మల్ ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీల సమీక్ష.బ్రాటన్, జె., స్మెట్, వి., తుమ్మల, ఆర్ఆర్ మరియు జోషి, వైకె ట్రాక్షన్ ప్రయోజనాల కోసం ఆటోమోటివ్ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ కోసం 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, YKబ్రాటన్, జె., స్మెట్, వి., తుమ్మల, ఆర్ఆర్ మరియు జోషి, వైకె ట్రాక్షన్ ప్రయోజనాల కోసం ఆటోమోటివ్ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ కోసం థర్మల్ ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీ యొక్క అవలోకనం.జె. ఎలక్ట్రాన్. ప్యాకేజీ. ట్రాన్స్. ASME 140, 1-11 (2018).
సాటో, కె., కాటో, హెచ్. & ఫుకుషిమా, టి. తదుపరి తరం షింకన్‌సెన్ హై-స్పీడ్ రైళ్ల కోసం SiC అప్లైడ్ ట్రాక్షన్ సిస్టమ్ అభివృద్ధి. సాటో, కె., కాటో, హెచ్. & ఫుకుషిమా, టి. తదుపరి తరం షింకన్‌సెన్ హై-స్పీడ్ రైళ్ల కోసం SiC అప్లైడ్ ట్రాక్షన్ సిస్టమ్ అభివృద్ధి.సాటో కె., కాటో హెచ్. మరియు ఫుకుషిమా టి. తదుపరి తరం హై-స్పీడ్ షింకన్‌సెన్ రైళ్ల కోసం అనువర్తిత SiC ట్రాక్షన్ సిస్టమ్ అభివృద్ధి.సాటో కె., కాటో హెచ్. మరియు ఫుకుషిమా టి. తదుపరి తరం హై-స్పీడ్ షింకన్‌సెన్ రైళ్ల కోసం SiC అప్లికేషన్‌ల కోసం ట్రాక్షన్ సిస్టమ్ డెవలప్‌మెంట్. అనుబంధం IEEJ J. ఇండ్. 9, 453–459 (2020).
సెంజాకి, జె., హయాషి, ఎస్., యోనెజావా, వై. & ఒకుమురా, హెచ్. అత్యంత విశ్వసనీయమైన SiC పవర్ పరికరాలను గ్రహించడానికి సవాళ్లు: SiC వేఫర్‌ల ప్రస్తుత స్థితి మరియు సమస్యల నుండి. సెంజాకి, జె., హయాషి, ఎస్., యోనెజావా, వై. & ఒకుమురా, హెచ్. అత్యంత విశ్వసనీయమైన SiC పవర్ పరికరాలను గ్రహించడానికి సవాళ్లు: SiC వేఫర్‌ల ప్రస్తుత స్థితి మరియు సమస్యల నుండి.సెంజాకి, జె., హయాషి, ఎస్., యోనెజావా, వై. మరియు ఒకుమురా, హెచ్. అత్యంత విశ్వసనీయమైన SiC విద్యుత్ పరికరాల అమలులో సమస్యలు: ప్రస్తుత స్థితి నుండి ప్రారంభించి మరియు వేఫర్ SiC సమస్య. 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。సెంజాకి జె, హయాషి ఎస్, యోనెజావా వై. మరియు ఒకుమురా హెచ్. సిలికాన్ కార్బైడ్ ఆధారంగా అధిక-విశ్వసనీయత విద్యుత్ పరికరాల అభివృద్ధిలో సవాళ్లు: సిలికాన్ కార్బైడ్ వేఫర్‌లతో అనుబంధించబడిన స్థితి మరియు సమస్యల సమీక్ష.2018 IEEE ఇంటర్నేషనల్ సింపోజియం ఆన్ రిలయబిలిటీ ఫిజిక్స్ (IRPS)లో. (సెన్జాకి, జె. మరియు ఇతరులు. సంపాదకులు) 3B.3-1-3B.3-6 (IEEE, 2018).
కిమ్, డి. & సంగ్, డబ్ల్యూ. చానలింగ్ ఇంప్లాంటేషన్ ద్వారా అమలు చేయబడిన లోతైన P-బావిని ఉపయోగించి 1.2kV 4H-SiC MOSFET కోసం మెరుగైన షార్ట్-సర్క్యూట్ దృఢత్వం. కిమ్, డి. & సంగ్, డబ్ల్యూ. చానలింగ్ ఇంప్లాంటేషన్ ద్వారా అమలు చేయబడిన లోతైన P-బావిని ఉపయోగించి 1.2kV 4H-SiC MOSFET కోసం మెరుగైన షార్ట్-సర్క్యూట్ దృఢత్వం.కిమ్, డి. మరియు సంగ్, వి. ఛానల్ ఇంప్లాంటేషన్ ద్వారా అమలు చేయబడిన లోతైన P-బావిని ఉపయోగించి 1.2 kV 4H-SiC MOSFET కోసం షార్ట్-సర్క్యూట్ రోగనిరోధక శక్తిని మెరుగుపరిచారు. 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-బావులను 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 యొక్క పునఃసంయోగం-మెరుగుపరచబడిన కదలిక. J. అప్లికేషన్. భౌతిక శాస్త్రం. 92, 4699–4704 (2002).
హా, ఎస్., మీజ్కోవ్స్కి, పి., స్కోవ్రోన్స్కి, ఎం. & రోలాండ్, ఎల్బి 4H సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సీలో డిస్లోకేషన్ కన్వర్షన్. హా, ఎస్., మీజ్కోవ్స్కి, పి., స్కోవ్రోన్స్కి, ఎం. & రోలాండ్, ఎల్బి 4H సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సీలో డిస్లోకేషన్ కన్వర్షన్.హా ఎస్., మెజ్కోవ్స్కి పి., స్కోవ్రోన్స్కి ఎం. మరియు రోలాండ్ ఎల్బి 4H సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సీ సమయంలో డిస్లోకేషన్ ట్రాన్స్ఫర్మేషన్. 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, ఎం. & హా, ఎస్. షట్కోణ సిలికాన్-కార్బైడ్-ఆధారిత బైపోలార్ పరికరాల క్షీణత. స్కోవ్రోన్స్కి, ఎం. & హా, ఎస్. షట్కోణ సిలికాన్-కార్బైడ్-ఆధారిత బైపోలార్ పరికరాల క్షీణత.స్కోవ్రోన్స్కి M. మరియు హా S. సిలికాన్ కార్బైడ్ ఆధారంగా 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 ఆధారంగా 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., హైని 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., హైని ఎస్. మరియు ర్యు ఎస్.-హెచ్.అధిక-వోల్టేజ్ SiC పవర్ MOSFET ల కోసం ఒక కొత్త క్షీణత విధానం. IEEE ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు లెట్. 28, 587–589 (2007).
కాల్డ్‌వెల్, JD, స్టాల్‌బుష్, RE, అంకోనా, MG, గ్లెంబోకి, OJ & హోబార్ట్, KD 4H–SiCలో పునఃసంయోగం-ప్రేరిత స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ మోషన్ కోసం చోదక శక్తిపై. కాల్డ్‌వెల్, JD, స్టాల్‌బుష్, RE, అంకోనా, MG, గ్లెంబోకి, OJ & హోబార్ట్, KD 4H-SiCలో పునఃసంయోగం-ప్రేరిత స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ మోషన్ కోసం చోదక శక్తిపై.కాల్డ్‌వెల్, JD, స్టాల్‌బుష్, RE, అంకోనా, MG, గ్లెంబోకి, OJ, మరియు హోబార్ట్, KD 4H-SiCలో పునఃసంయోగం-ప్రేరిత స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ మోషన్ 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, JD, స్టాల్‌బుష్, RE, అంకోనా, MG, గ్లెంబోకి, OJ, మరియు హోబార్ట్, KD, 4H-SiCలో పునఃసంయోగం-ప్రేరిత స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ మోషన్ యొక్క చోదక శక్తిపై.జె. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్. 108, 044503 (2010).
ఐజిమా, ఎ. & కిమోటో, టి. 4H-SiC స్ఫటికాలలో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ ఫార్మేషన్ కోసం ఎలక్ట్రానిక్ ఎనర్జీ మోడల్. ఐజిమా, ఎ. & కిమోటో, టి. 4H-SiC స్ఫటికాలలో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ ఫార్మేషన్ కోసం ఎలక్ట్రానిక్ ఎనర్జీ మోడల్.ఐజిమా, ఎ. మరియు కిమోటో, టి. 4H-SiC స్ఫటికాలలో షాక్లీ ప్యాకింగ్ యొక్క సింగిల్ 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。 ఐజిమా, ఎ. & కిమోటో, టి. 4H-SiC క్రిస్టల్‌లో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ ఫార్మేషన్ యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ ఎనర్జీ మోడల్.ఐజిమా, ఎ. మరియు కిమోటో, టి. 4H-SiC స్ఫటికాలలో సింగిల్ డిఫెక్ట్ షాక్లీ ప్యాకింగ్ ఏర్పడటానికి ఎలక్ట్రాన్-శక్తి నమూనా.జె. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్ 126, 105703 (2019).
4H-SiC PiN డయోడ్‌లలో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్‌ల విస్తరణ/సంకోచానికి క్లిష్టమైన స్థితి యొక్క ఐజిమా, ఎ. & కిమోటో, టి. అంచనా. 4H-SiC PiN డయోడ్‌లలో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్‌ల విస్తరణ/సంకోచానికి క్లిష్టమైన స్థితి యొక్క ఐజిమా, ఎ. & కిమోటో, టి. అంచనా.4H-SiC PiN-డయోడ్‌లలో సింగిల్ షాక్లీ ప్యాకింగ్ లోపాల విస్తరణ/సంపీడనం కోసం క్లిష్టమైన స్థితి యొక్క ఐజిమా, A. మరియు కిమోటో, T. అంచనా. Iijima, A. & Kimoto, T. 估计4H-SiC PiN ఐజిమా, ఎ. & కిమోటో, టి. 4H-SiC PiN డయోడ్‌లలో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ లేయర్ విస్తరణ/సంకోచ పరిస్థితుల అంచనా.ఐజిమా, ఎ. మరియు కిమోటో, టి. 4H-SiC PiN-డయోడ్‌లలో షాక్లీని సింగిల్ డిఫెక్ట్ ప్యాకింగ్ చేయడం యొక్క విస్తరణ/సంపీడనం కోసం క్లిష్టమైన పరిస్థితుల అంచనా.అప్లికేషన్ ఫిజిక్స్ రైట్. 116, 092105 (2020).
మన్నేన్, వై., షిమాడ, కె., అసడా, కె. & ఓహ్తాని, ఎన్. 4H-SiC క్రిస్టల్‌లో సమతుల్యత లేని పరిస్థితుల్లో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ ఏర్పడటానికి క్వాంటం వెల్ యాక్షన్ మోడల్. మన్నేన్, వై., షిమాడ, కె., అసడా, కె. & ఓహ్తాని, ఎన్. 4H-SiC క్రిస్టల్‌లో సమతుల్యత లేని పరిస్థితుల్లో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ ఏర్పడటానికి క్వాంటం వెల్ యాక్షన్ మోడల్.మన్నెం వై., షిమాడ కె., అసడా కె., మరియు ఒటాని ఎన్. 4H-SiC క్రిస్టల్‌లో అసమాన పరిస్థితులలో ఒకే షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ ఏర్పడటానికి ఒక క్వాంటం బావి నమూనా.4H-SiC స్ఫటికాలలో అసమాన పరిస్థితులలో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్‌ల ఏర్పాటుకు మన్నెన్ వై., షిమాడ కె., అసడా కె. మరియు ఒటాని ఎన్. క్వాంటం బావి పరస్పర చర్య నమూనా. జె. అప్లికేషన్. భౌతికశాస్త్రం. 125, 085705 (2019).
గలెక్కాస్, ఎ., లిన్రోస్, జె. & పిరౌజ్, పి. రీకాంబినేషన్-ప్రేరిత స్టాకింగ్ ఫాల్ట్‌లు: షట్కోణ SiCలో సాధారణ యంత్రాంగం కోసం ఆధారాలు. గలెక్కాస్, ఎ., లిన్రోస్, జె. & పిరౌజ్, పి. రీకాంబినేషన్-ప్రేరిత స్టాకింగ్ ఫాల్ట్‌లు: షట్కోణ SiCలో సాధారణ యంత్రాంగం కోసం ఆధారాలు.గలెక్కాస్, ఎ., లిన్రోస్, జె. మరియు పిరౌజ్, పి. రీకాంబినేషన్-ఇండస్డ్ ప్యాకింగ్ డిఫెక్ట్స్: ఎవిడెన్స్ ఫర్ ఎ కామన్ మెకానిజం ఇన్ హెక్సాగోనల్ 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。 గలెక్కాస్, ఎ., లిన్రోస్, జె. & పిరౌజ్, పి. కాంపోజిట్ ఇండక్షన్ స్టాకింగ్ లేయర్ యొక్క సాధారణ మెకానిజం కోసం ఎవిడెన్స్: κανανανα SiC.గలెక్కాస్, ఎ., లిన్రోస్, జె. మరియు పిరౌజ్, పి. రీకాంబినేషన్-ఇండస్డ్ ప్యాకింగ్ డిఫెక్ట్స్: ఎవిడెన్స్ ఫర్ ఎ కామన్ మెకానిజం ఇన్ హెక్సాగోనల్ SiC.భౌతికశాస్త్రం పాస్టర్ రైట్. 96, 025502 (2006).
ఇషికావా, వై., సుడో, ఎం., యావో, వై.-జెడ్., సుగవారా, వై. & కాటో, ఎం. ఎలక్ట్రాన్ బీమ్ రేడియేషన్ వల్ల కలిగే 4H-SiC (11 2 ¯0) ఎపిటాక్సియల్ పొరలో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ యొక్క విస్తరణ.ఇషికావా, వై., ఎం. సుడో, వై.-జెడ్ బీమ్ రేడియేషన్.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 ఫాల్ట్‌లలో మరియు పాక్షిక డిస్లోకేషన్లలో క్యారియర్ రీకాంబినేషన్ యొక్క పరిశీలన. కాటో, ఎం., కటాహిరా, ఎస్., ఇచికావా, వై., హరాడా, ఎస్. & కిమోటో, టి. 4H-SiC లో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్‌లలో మరియు పాక్షిక డిస్లోకేషన్లలో క్యారియర్ రీకాంబినేషన్ యొక్క పరిశీలన.కాటో ఎం., కటాహిరా ఎస్., ఇటికావా వై., హరాడా ఎస్. మరియు కిమోటో టి. 4H-SiCలో సింగిల్ షాక్లీ ప్యాకింగ్ లోపాలు మరియు పాక్షిక డిస్లోకేషన్లలో క్యారియర్ రీకాంబినేషన్ యొక్క 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-SiCలో సింగిల్ షాక్లీ ప్యాకింగ్ లోపాలు మరియు పాక్షిక డిస్లోకేషన్లలో క్యారియర్ రీకాంబినేషన్ యొక్క పరిశీలన.జె. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్ 124, 095702 (2018).
కిమోటో, టి. & వటనాబే, హెచ్. హై-వోల్టేజ్ పవర్ పరికరాల కోసం SiC టెక్నాలజీలో డిఫెక్ట్ ఇంజనీరింగ్. కిమోటో, టి. & వటనాబే, హెచ్. హై-వోల్టేజ్ పవర్ పరికరాల కోసం SiC టెక్నాలజీలో డిఫెక్ట్ ఇంజనీరింగ్.కిమోటో, టి. మరియు వటనాబే, హెచ్. అధిక-వోల్టేజ్ విద్యుత్ పరికరాల కోసం SiC టెక్నాలజీలో 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. & వటనాబే, హెచ్. హై-వోల్టేజ్ పవర్ పరికరాల కోసం SiC టెక్నాలజీలో డిఫెక్ట్ ఇంజనీరింగ్.కిమోటో, టి. మరియు వటనాబే, హెచ్. అధిక-వోల్టేజ్ విద్యుత్ పరికరాల కోసం SiC టెక్నాలజీలో లోపాల అభివృద్ధి.అప్లికేషన్ ఫిజిక్స్ ఎక్స్‌ప్రెస్ 13, 120101 (2020).
జాంగ్, Z. & సుదర్శన్, TS సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్-ఫ్రీ ఎపిటాక్సీ. జాంగ్, Z. & సుదర్శన్, TS సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్-ఫ్రీ ఎపిటాక్సీ.జాంగ్ Z. మరియు సుదర్శన్ TS బేసల్ ప్లేన్‌లో సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క డిస్లోకేషన్-ఫ్రీ ఎపిటాక్సీ. జాంగ్, Z. & సుదర్శన్, TS 碳化硅基面无位错外延。 జాంగ్, జెడ్. & సుదర్శన్, TSజాంగ్ Z. మరియు సుదర్శన్ TS సిలికాన్ కార్బైడ్ బేసల్ ప్లేన్‌ల డిస్లోకేషన్-ఫ్రీ ఎపిటాక్సీ.స్టేట్మెంట్. భౌతిక శాస్త్రం. రైట్. 87, 151913 (2005).
జాంగ్, జెడ్., మౌల్టన్, ఇ. & సుదర్శన్, టిఎస్ మెకానిజం ఆఫ్ ఎలిమినేటింగ్ బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్స్ ఇన్ SiC థిన్ ఫిల్మ్స్ బై ఎచిడ్ సబ్‌స్ట్రేట్ ఆన్ ఎపిటాక్సీ. జాంగ్, జెడ్., మౌల్టన్, ఇ. & సుదర్శన్, టిఎస్ మెకానిజం ఆఫ్ ఎలిమినేటింగ్ బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్స్ ఇన్ SiC థిన్ ఫిల్మ్స్ బై ఎచిడ్ సబ్‌స్ట్రేట్ ఆన్ ఎపిటాక్సీ.జాంగ్ Z., మౌల్టన్ E. మరియు సుదర్శన్ TS మెకానిజం ఆఫ్ ఎలిమినేషన్ ఆఫ్ బేస్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్స్ ఇన్ SiC థిన్ ఫిల్మ్స్ బై ఎచెడ్ సబ్‌స్ట్రేట్ ఆన్ ఎపిటాక్సీ. 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, టిఎస్. సబ్‌స్ట్రేట్‌ను ఎచింగ్ చేయడం ద్వారా SiC సన్నని పొరను తొలగించే విధానం.జాంగ్ Z., మౌల్టన్ E. మరియు సుదర్శన్ TS ఎచెడ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై ఎపిటాక్సీ ద్వారా SiC థిన్ ఫిల్మ్‌లలో బేస్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్లను తొలగించే విధానం.అప్లికేషన్ ఫిజిక్స్ రైట్. 89, 081910 (2006).
ష్టల్‌బుష్ RE మరియు ఇతరులు. పెరుగుదల అంతరాయం 4H-SiC ఎపిటాక్సీ సమయంలో బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్లలో తగ్గుదలకు దారితీస్తుంది. స్టేట్మెంట్. ఫిజిక్స్. రైట్. 94, 041916 (2009).
జాంగ్, X. & సుచిడా, H. 4H-SiC ఎపిలేయర్‌లలో అధిక ఉష్ణోగ్రత ఎనియలింగ్ ద్వారా బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్లను థ్రెడింగ్ ఎడ్జ్ డిస్లోకేషన్లుగా మార్చడం. జాంగ్, X. & సుచిడా, H. 4H-SiC ఎపిలేయర్‌లలో అధిక ఉష్ణోగ్రత ఎనియలింగ్ ద్వారా బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్లను థ్రెడింగ్ ఎడ్జ్ డిస్లోకేషన్లుగా మార్చడం.జాంగ్, X. మరియు సుచిడా, H. అధిక ఉష్ణోగ్రత ఎనియలింగ్ 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 ఎనియలింగ్ ద్వారా 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ పొరలలో బేస్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్లను ఫిలమెంట్ ఎడ్జ్ డిస్లోకేషన్లుగా మార్చడం.జె. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్. 111, 123512 (2012).
సాంగ్, హెచ్. & సుదర్శన్, TS 4° ఆఫ్-యాక్సిస్ 4H–SiC యొక్క ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదలలో ఎపిలేయర్/సబ్‌స్ట్రేట్ ఇంటర్‌ఫేస్ దగ్గర బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్ కన్వర్షన్. సాంగ్, హెచ్. & సుదర్శన్, TS 4° ఆఫ్-యాక్సిస్ 4H–SiC యొక్క ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదలలో ఎపిలేయర్/సబ్‌స్ట్రేట్ ఇంటర్‌ఫేస్ దగ్గర బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్ కన్వర్షన్.సాంగ్, హెచ్. మరియు సుదర్శన్, టిఎస్ 4H–SiC యొక్క ఆఫ్-యాక్సిస్ ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల సమయంలో ఎపిటాక్సియల్ పొర/సబ్‌స్ట్రేట్ ఇంటర్‌ఫేస్ దగ్గర బేసల్ ప్లేన్ డిస్‌లోకేషన్‌ల 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, టిఎస్4° అక్షం వెలుపల 4H-SiC యొక్క ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల సమయంలో ఎపిటాక్సియల్ పొర/ఉపరితల సరిహద్దు దగ్గర ఉపరితలం యొక్క ప్లానర్ డిస్లోకేషన్ పరివర్తన.జె. క్రిస్టల్. గ్రోత్ 371, 94–101 (2013).
కోనిషి, కె. మరియు ఇతరులు. అధిక కరెంట్ వద్ద, 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ పొరలలో బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ యొక్క ప్రచారం ఫిలమెంట్ ఎడ్జ్ డిస్లోకేషన్లుగా మారుతుంది. J. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్. 114, 014504 (2013).
కోనిషి, కె. మరియు ఇతరులు. ఆపరేషనల్ ఎక్స్-రే టోపోగ్రాఫిక్ విశ్లేషణలో ఎక్స్‌టెండెడ్ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ న్యూక్లియేషన్ సైట్‌లను గుర్తించడం ద్వారా బైపోలార్ నాన్-డిగ్రేడబుల్ SiC MOSFETల కోసం ఎపిటాక్సియల్ పొరలను రూపొందించండి. AIP అడ్వాన్స్‌డ్ 12, 035310 (2022).
లిన్, ఎస్. మరియు ఇతరులు. 4H-SiC పిన్ డయోడ్‌ల ఫార్వర్డ్ కరెంట్ డికే సమయంలో సింగిల్ షాక్లీ-టైప్ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ యొక్క వ్యాప్తిపై బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్ స్ట్రక్చర్ ప్రభావం. జపాన్. జె. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్. 57, 04FR07 (2018).
తహారా, టి., మరియు ఇతరులు. నత్రజని అధికంగా ఉండే 4H-SiC ఎపిలేయర్‌లలో తక్కువ మైనారిటీ క్యారియర్ జీవితకాలం PiN డయోడ్‌లలో స్టాకింగ్ లోపాలను అణిచివేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. J. అప్లికేషన్. భౌతికశాస్త్రం. 120, 115101 (2016).
తహారా, టి. మరియు ఇతరులు. 4H-SiC PiN డయోడ్‌లలో సింగిల్ షాక్లీ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ ప్రొపగేషన్ యొక్క ఇంజెక్ట్ చేయబడిన క్యారియర్ గాఢత ఆధారపడటం. J. అప్లికేషన్. ఫిజిక్స్ 123, 025707 (2018).
మే, ఎస్., తవారా, టి., సుచిడా, హెచ్. & కాటో, ఎం. SiC లో లోతు-పరిష్కార క్యారియర్ జీవితకాల కొలత కోసం మైక్రోస్కోపిక్ FCA వ్యవస్థ. మే, ఎస్., తవారా, టి., సుచిడా, హెచ్. & కాటో, ఎం. SiC లో లోతు-పరిష్కార క్యారియర్ జీవితకాల కొలత కోసం మైక్రోస్కోపిక్ FCA వ్యవస్థ.మెయి, ఎస్., తవారా, టి., సుచిడా, హెచ్. మరియు కాటో, ఎం. సిలికాన్ కార్బైడ్‌లో డెప్త్-రిసాల్వ్డ్ క్యారియర్ లైఫ్‌టైమ్ మెజర్‌మెంట్స్ కోసం FCA మైక్రోస్కోపిక్ సిస్టమ్. 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。మెయి ఎస్., తవారా టి., సుచిడా హెచ్. మరియు కాటో ఎం. సిలికాన్ కార్బైడ్‌లో లోతు-పరిష్కార క్యారియర్ జీవితకాల కొలతల కోసం మైక్రో-ఎఫ్‌సిఎ వ్యవస్థ.అల్మా మేటర్ సైన్స్ ఫోరం 924, 269–272 (2018).
హిరాయమా, టి. మరియు ఇతరులు. మందపాటి 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ పొరలలో క్యారియర్ జీవితకాల లోతు పంపిణీని ఉచిత క్యారియర్ శోషణ మరియు క్రాస్డ్ లైట్ యొక్క సమయ రిజల్యూషన్ ఉపయోగించి విధ్వంసకరంగా కొలుస్తారు. సైన్స్‌కు మారండి. మీటర్. 91, 123902 (2020).
పోస్ట్ సమయం: నవంబర్-06-2022
