SiCバイポーラデバイスにおけるプロトン注入による順方向通電劣化の抑制効果とそのメカニズム

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: EDD25042

グループ名: 【C】電子・情報・システム部門 電子デバイス研究会

発行日: 2025/04/13

タイトル(英語): Suppression of Forward-Bias Degradation in SiC Bipolar Devices by Proton Implantation and its Mechanism

著者名: 原田 俊太(名古屋大学),坂根 仁(住重アテックス),Li Tong(名古屋工業大学),加藤 正史(名古屋工業大学)

著者名(英語): Shunta Harada(Nagoya University),Hitoshi Sakane(SHI-ATEX),Tong Li(Nagoya Institute of Technology),Masashi Kato(Nagoya Institute of Technology)

キーワード: 炭化ケイ素|プロトン注入|積層欠陥|Silicon carbide|Proton implantation|Stacking fault

要約(日本語): 炭化ケイ素（SiC）は、その優れた物性により、次世代パワーデバイスとして注目を集めている。しかし、SiCバイポーラデバイスにおいては、結晶中に存在する基底面転位（BPD）を起点とした積層欠陥（stacking fault）の拡張による順方向通電劣化（バイポーラ劣化）が大きな課題となっている。この劣化現象は、通電中にキャリア再結合が促進する部分転位のすべり運動により進行し、製品寿命や信頼性を著しく低下させる。_x000D_ _x000D_ 本研究では、高エネルギープロトン注入が部分転位のすべり運動を効果的に阻害し、積層欠陥の拡張を抑制することを明らかにした。さらに、この方法を適用したSiCデバイスにおいても順方向通電劣化が大幅に抑制され、デバイスの長期信頼性向上につながることを確認した。_x000D_ _x000D_ 本発表では、プロトン注入が積層欠陥の拡張を抑制するメカニズムを詳しく説明し、実用的な観点からSiCパワーデバイスの信頼性向上に向けた今後の展望についても議論する。

要約(英語): SiC bipolar devices suffer from forward-bias degradation caused by stacking faults expansion originating from basal plane dislocations (BPDs). We demonstrate that high-energy proton implantation effectively suppresses partial dislocation glide and stacking fault expansion, significantly reducing degradation. This method promises enhanced reliability for SiC power devices.

本誌: 2025年4月16日-2025年4月17日電子デバイス研究会

本誌掲載ページ: 7-12 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 2,993 Kバイト