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  • 東京大學(xué)和三菱將減少SiC功率半導(dǎo)體電阻的因素
    東京大學(xué)和三菱將減少SiC功率半導(dǎo)體電阻的因素
  • 東京大學(xué)和三菱將減少SiC功率半導(dǎo)體電阻的因素
  •   發(fā)布日期: 2017-12-12  瀏覽次數(shù): 1,629

     日本東京大學(xué)和日本三菱電機(jī)株式會(huì)社的大學(xué)產(chǎn)業(yè)團(tuán)隊(duì)在12月4日在舊金山召開(kāi)的第63屆IEEE國(guó)際電子器件會(huì)議(IEDM 2017)上報(bào)告說(shuō),它首次量化了三個(gè)電子 - 用于確定功率半導(dǎo)體模塊中的碳化硅(SiC)功率半導(dǎo)體器件的電阻的散射機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)SiC界面下的電阻可以通過(guò)抑制電荷的電子散射而降低三分之二。預(yù)計(jì)這將通過(guò)降低SiC功率半導(dǎo)體的電阻來(lái)幫助降低功率設(shè)備的能耗。

      SiC功率器件比傳統(tǒng)的硅功率器件具有更低的電阻,因此要進(jìn)一步降低其電阻,正確理解SiC界面下的電阻特性非常重要。

      三菱電機(jī)先進(jìn)技術(shù)研發(fā)中心碳化硅器件開(kāi)發(fā)中心高級(jí)經(jīng)理Satoshi Yamakawa表示:“直到現(xiàn)在,單獨(dú)測(cè)量決定電子散射的阻力限制因素還是很難的。

      


     

      圖片:SiC界面下的電子散射受到三個(gè)因素的限制:界面的粗糙度,界面下的電荷以及原子振動(dòng)。

      關(guān)注原子振動(dòng)的電子散射是使用東京大學(xué)的技術(shù)測(cè)量的。在三菱電機(jī)制造裝置的分析中,顯示出在SiC界面下電荷和原子振動(dòng)對(duì)電子散射的影響占主導(dǎo)地位。盡管已經(jīng)認(rèn)識(shí)到SiC界面下的電子散射受三個(gè)因素限制,即SiC界面的粗糙度,SiC界面下的電荷以及原子振動(dòng),各個(gè)因素的貢獻(xiàn)還不清楚。為了確認(rèn)電荷的影響,制作平面型SiC金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(SiC-MOSFET),其中電子從SiC界面離開(kāi)幾納米。

      東京大學(xué)研究生院副教授Koji Kita說(shuō):“我們能夠以前所未有的水平證實(shí),SiC界面的粗糙度幾乎沒(méi)有影響,而SiC界面下的電荷和原子振動(dòng)是主要因素。 。

      


     

      圖:SiC界面粗糙度對(duì)限制電阻的影響不大,而SiC界面下的電荷和原子振動(dòng)是主導(dǎo)因素。

      使用較早的平面型SiC-MOSFET器件進(jìn)行比較,由于電子散射的抑制,通過(guò)使電子遠(yuǎn)離SiC界面下的電荷而實(shí)現(xiàn)的電阻減小了三分之二。以前的平面型器件具有與三菱電機(jī)制造的SiC MOSFET相同的界面結(jié)構(gòu)。

      為了進(jìn)行測(cè)試,公司負(fù)責(zé)處理阻力限制因素的設(shè)計(jì),制造和分析,東京大學(xué)負(fù)責(zé)測(cè)量電子散射因子。

      “未來(lái),我們將繼續(xù)完善我們的碳化硅MOSFET的設(shè)計(jì)和規(guī)格,以進(jìn)一步降低SiC功率器件的電阻,”Yamakawa說(shuō)。


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