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4H-SiCショットキーダイオードにおけるイオン誘起破壊前兆現象メカニズムの検討

Study of anomalous charge collection mechanisms in 4H-SiC SBD

牧野 高紘; 出来 真斗*; 小野田 忍; 星乃 紀博*; 土田 秀一*; 大島 武

Makino, Takahiro; Deki, Manato*; Onoda, Shinobu; Hoshino, Norihiro*; Tsuchida, Hidekazu*; Oshima, Takeshi

SiCデバイスのイオン誘起破壊現象の耐性強化技術の開発に向け、30$$mu$$mのエピタキシャル層を持つSiCショットキーダイオード(SBD)へ、SiC中での飛程が異なる2種類の重イオン(18及び27$$mu$$m)を照射し、SBDの収集電荷を評価した。具体的には、重イオン照射中に、SBDは逆方向バイアスを徐々に増加させ、収集される電荷をチャージアンプで測定した。その結果、飛程が長いイオンを照射した場合、印加電圧400V以上の条件において、イオンがSBD内に生成する電荷量を越えた電荷収集が確認された。一方、飛程が短いイオンを照射した場合、印加電圧400V以上となってもイオンがSBD内に生成する電荷量を越えた電荷収集は確認されなかった。この過剰収集の原因として、イオンの飛程とエピタキシャル層厚に関係があると予想し、エピタキシャル層厚の異なる(25及び69$$mu$$m)SBDへ、飛程が長いイオン(27$$mu$$m)を照射し、収集電荷測定を行った。その結果、イオンの飛程に対してエピタキシャル層が十分に厚い69$$mu$$mの場合は過剰収集が発生せず、エピタキシャル層が同等の25$$mu$$mの場合のみ過剰収集が確認された。このことより、予想どおり電荷の過剰収集においてイオンの飛程とエピタキシャル層厚の関係が重要であると結論できた。

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