2021/11/05

高電圧炭化ケイ素部品の高強度エッジ保護設計【半導体】

製品名:Robust Edge Termination for High-Voltage SiC Devices
    高電圧炭化ケイ素部品の高強度エッジ保護設計
    應用於高電壓碳化矽元件之高強韌度邊緣保護設計
大学名:National Tsing Hua University (NTHU)
    清華大学 黃智方教授研究室
■分類:半導體分野
製品紹介:
■特徴:
 この新しいエッジ保護設計はプロセス変動(線量制御、活性化アニール、表面電荷)に対して高い耐性があり、炭化ケイ素パワーデバイスがより理想的なブレークダウン電圧を達成し、放射線(ガンマ線)に対する高い耐性を持つ。
 This novel edge termination structure has a high tolerance on process variations such as does control, activation anneal and surface charges, which enables SiC power devices to sustain a high reverse voltage close to the ideal values and to have high radiation robustness against gamma rays.
■解説
 この新しいエッジ保護設計では、カウンタードーピングの概念を使用して、接合端子延長(JTE)領域の特定の領域の実効線量を低減し、複数領域の分散電界効果を実現することを提案。
 実験的検証及び高線量ガンマ線放射試験、シミュレーション結果では、1.1x1013 cm-2 の P-JTE 線量が、P-JTE 線量のプロセス変動下で 90%を超える理想的な絶縁破壊電圧を維持できることを示した。
  小型の4H-SiCPN ダイオードを作製し、実験的に測定しました。ドリフトゾーンの厚さ 11μm はブレークダウン電圧 1850 V に達し、ドリフトゾーンの厚さ 30μm はブレークダウン電圧 4800V に達する可能性がある。このエッジ保護設計を使用すると、3.3kV クラスの 4H-SiCDMOSFET(4100 Vのブレークダウン電圧)を実現でき、実験的観測では最大 700kGy のガンマ線に耐えることができる。

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