名古屋工业大学大学院工学研究科加藤正史副教授、名古屋大学未来材料与系统研究所原田俊太副教授及住重Atex公司组成的研究团队，通过注入氢离子成功抑制了导致SiC功率半导体劣化的晶体缺陷扩张。
SiC功率半导体中存在的问题是，当增大二极管电流时，被称为“堆垛层错”的晶体缺陷就会扩张，扩张后的堆垛层错会使电阻增大。
图1：长时间通电劣化试验后，从二极管电极窗观察到的EL图像。（a）未注入氢离子的二极管；（b）注入氢离子的二极管（供图：名古屋工业大学）
研究团队通过MeV级能量离子加速器进行氢离子注入，在外延层/衬底界面附近导入氢和点缺陷。通过此举使氢或点缺陷固定，阻止其运动，以此来抑制堆垛层错的扩张。研究团队针对据此开发的制作工艺所制作的二极管，进行了长时间的电流负载试验，之后观测了电致发光（EL）图。EL可以通过在外延面上形成的条纹状开窗电极进行观测，堆垛层错在EL图中显示为暗部，由此可判断堆垛层错有无扩张。在没有注入氢离子的二极管中，确认到了多处暗部，可知堆垛层错发生了扩张。而注入了氢离子的二极管中没有观测到堆垛层错。因此确信，氢离子的注入抑制了堆垛层错的扩张，有望成为解决双极性劣化的技术。
加藤副教授表示：“我们将继续研发，以找到能让SiC功率半导体能兼顾性能和长期可靠性的氢离子注入的最佳条件，并希望将来能将此技术提供给SiC功率半导体制造商。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
学会：19th International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2022
论文：Suppression of recombination enhanced dislocation glide motion in4H-SiC by hydrogen ion implantation
URL：icscrm2022.org/
学会：19th International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2022
论文：Suppresion of stacking fault expansion in SiC PiN diodes by H+implantation
URL：icscrm2022.org/
