名古屋工業大學大學院工學研究科加藤正史副教授、名古屋大學未來材料與系統研究所原田俊太副教授及住重Atex公司組成的研究團隊，透過注入氫離子成功抑制了導致SiC功率半導體劣化的晶體缺陷擴張。
SiC功率半導體中存在的問題是，當增大二極體電流時，被稱爲「疊差」的晶體缺陷就會擴張，擴張後的疊差會使電阻增大。
圖1：長時間通電劣化試驗後，從二極體電極窗觀察到的EL影像。（a）未注入氫離子的二極體；（b）注入氫離子的二極體（供圖：名古屋工業大學）
研究團隊透過MeV級能量離子加速器進行氫離子佈植，在磊晶層/襯底界面附近導入氫和點缺陷。透過此舉使氫或點缺陷固定，阻止其運動，以此來抑制疊差的擴張。研究團隊針對據此開發的製作工藝所製作的二極體，進行了長時間的電流負載試驗，之後觀測了電致發光（EL）圖。EL可以透過在外延面上形成的條紋狀開窗電極進行觀測，疊差在EL圖中顯示爲暗部，由此可判斷疊差有無擴張。在沒有注入氫離子的二極體中，應答到了多處暗部，可知疊差發生了擴張。而注入了氫離子的二極體中沒有觀測到疊差。因此確信，氫離子的注入抑制了疊差的擴張，有望成爲解決雙極性劣化的技術。
加藤副教授表示：「我們將繼續操作研發，以找到能讓SiC功率半導體能兼顧性能和長期可靠性的氫離子佈植的最佳條件，並希望將來能將此技術提供給SiC功率半導體製造商。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
學會：19th International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2022
論文：Suppression of recombination enhanced dislocation glide motion in4H-SiC by hydrogen ion implantation
URL：icscrm2022.org/
學會：19th International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2022
論文：Suppresion of stacking fault expansion in SiC PiN diodes by H+implantation
URL：icscrm2022.org/
