Mitsubishi Electric Corporation, The University of Tokyo
Корпорация Mitsubishi Electric и Токийский университет объявили о совершенно новом, по их мнению, механизме повышения надежности мощных карбид кремниевых (SiC) полупроводниковых устройств в системах силовой электроники. Реализация нового механизма стал возможна в результате подтверждения того факта, что сера, внедренная под границу подзатворного окисла и SiC, захватывает часть электронов протекающего через прибор тока, что повышает пороговое напряжение, не меняя сопротивления прибора. Как ожидается, этот механизм приведет к появлению более надежного силового электронного оборудования с повышенной стойкостью к электромагнитным шумам, способным нарушать работу систем.
О новом открытии было объявлено 3 декабря на конференции IEDM2018 в Сан-Франциско, Калифорния. В дальнейшем Mitsubishi намерена продолжить совершенствовать конструкцию и технические характеристики своих SiC металл-оксид-полупроводниковых полевых транзисторов (SiC MOSFET), чтобы еще больше повысить надежность силовых полупроводниковых приборов на основе SiC.
В ходе исследований Mitsubishi Electric занималась проектированием и изготовлением мощных полупроводниковых SiC устройств и анализом процесса захвата серой электронов из проходящего тока, тогда как Токийский университет отвечал за измерение рассеяния электронов.
До настоящего времени считалось, что по сравнению с обычным азотом или фосфором сера не является подходящим поставщиком электронов для тока проводимости в мощных полупроводниковых устройствах на SiC. Однако Mitsubishi Electric и Токийский университет сосредоточили свое внимание на другом свойстве серы, а именно на том, что сера в SiC по своей природе стремится захватывать электроны. Подтверждение этого свойства стало основой разработки нового механизма для мощных полупроводниковых SiC приборов.
 |
|
| Рисунок 1. | Влияние серы, внедренной под границу раздела между оксидной изоляцией затвора и SiC. |
Надлежащее количество и распределение атомов серы в SiC (Рисунок 1, справа) до определенной степени блокирует электроны у границы раздела и, таким образом, увеличивает пороговое напряжение, не влияя на сопротивление прибора. Подходящий атом, обладающий такими электрическими свойствами, настоятельно требовался для создания устройств, не подверженных сбоям из-за воздействия внешних электромагнитных помех. В этом отношении новый механизм является более надежным, чем обычные механизмы (Рисунок 2), и при этом позволяет сохранять низкое сопротивление открытого канала.
 |
|
| Рисунок 2. | Зависимость между током и напряжением мощного SiC полупроводникового прибора. |
