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Evaluation of the characteristics of silicon carbide diodes using transient-IBIC technique

過渡IBICシステムを用いた炭化ケイ素ダイオードの特性評価

大島 武; Lee, K. K.; 小野田 忍*; 神谷 富裕; 及川 将一*; Laird, J. S.; 平尾 敏雄; 伊藤 久義

Oshima, Takeshi; Lee, K. K.; Onoda, Shinobu*; Kamiya, Tomihiro; Oikawa, Masakazu*; Laird, J. S.; Hirao, Toshio; Ito, Hisayoshi

過渡イオンビーム誘起電流(TIBIC)システムを用いて、SiC pnダイオードの電極の信頼性を評価した。SiCダイオードのpn接合は、n型エピタキシャル単結晶SiC上に800$$^{circ}$$CでのAlイオン注入及びアルゴン中での1800$$^{circ}$$C、1分間の熱処理により形成した。電極は、Al金属蒸着後にアルゴン中で850$$^{circ}$$C、5分間熱処理または、電極熱処理後さらにAl金属蒸着した2種類を比較した。15MeV酸素イオンまたは12MeVニッケルイオンのマイクロビームを用いTIBIC測定を行った。その結果、熱処理後再度Al蒸着した試料は、得られる過渡電流量は電極面内で均一であったが、熱処理のみの試料ではムラが生ずることがわかった。一方、収集電荷量を解析したところ、得られる電荷量は電極形成条件によらず同量であり、pn接合は面内で均一であると判断できた。電流-電圧特性に関しては、いずれの試料も逆バイアス30Vでの洩れ電流はpAオーダーであり、順方向では2V程度のバイアス印加でターンオンする理想的なSiCダイオード特性を示した。以上より、TIBICを用いることで、通常の電流-電圧測定ではわからない電極の電気特性の面内均一性が評価できることが明らかになった。

Electrodes on SiC pn diode were studied uising Transient Ion Beam Induced Current system (TIBIC). pn junction of SiC diode was formed by phosphorus ion implantation at 800 $$^{o}$$ C and subsequent annealing at 1800 $$^{o}$$ C for 1 min in Ar. Electrodes of diode were fabricated (1) Al evaporation and sintering at 850 $$^{o}$$ C or (2) one more Al evaporation after the process mentioned above. TIBIC measurement using 15 MeV-O and 12 MeV-Ni ion micro beam. As the result, non-uniformity for transient current from the electrodes of diode (1)was observed. As for diode (2), such non-uniformity was not observed. On the other hand, the value of collected charges was the same for both diodes. This indicates that the quality of pn junction is the almost same for both diodes. For current-voltage characteristics, both diodes showed a order of pA at reverse bias of 30 V and turn-on at forward bias of 2V which are ideal for SiC diode. Thus, we can conclude that we obtain the information on electrical characteristics of electrodes which is not obtained from normal current-voltage measurement.

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