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SiCバイポーラ動作時におけるキャリア移動度の評価手法確立

SiC双极运行期间载流子迁移率评估方法的建立

基本信息

批准号：
21K14203
负责人：
浅田聡志
金额：
$ 3万
依托单位：
Central Research Institute of Electric Power Industry
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本題目では、バイポーラ型SiCパワーデバイスにおいて、耐圧維持層に注入された少数キャリアの移動度決定を目指している。移動度決定手法としてバイポーラトランジスタ(BJT)を用いる方法を提案しており、3年間における研究計画は、大まかに以下のようになる。R3年度: デバイスシミュレーション(TCAD)を用いた移動度決定手法の確立および詳細な実験内容の決定。R4年度: 少数キャリア移動度の実験的決定。R5年度: 得られた移動度を用いた様々なSiCバイポーラデバイス電気特性のシミュレーションによる再現。以上の計画に基づき、R4年度の研究を実施した。実施内容を以下に示す。まず、R3年度に設計した移動度導出に適したデバイス構造を有するBJTを作製した。作製したBJTの電気特性(コレクタ電流のベース電圧依存性)を評価したところ、リーク電流が重畳されていない理想的な特性を得られた。本研究で提案する解析手法においては、解析誤差の要因となるリーク電流を極力低減することが重要であり、評価に適したデバイスの作製に成功した。電気特性の測定結果から、考案した解析手法に基づき少数キャリア移動度を導出したところ、少数キャリア移動度は、解析の際に仮定するパラメータ(真性キャリア密度やイオン化エネルギーなど)に依存し、室温において500 ~ 1000 cm2/Vsと導出できた。なお、本移動度決定手法に関しては特許出願済である。また、逆に少数キャリア移動度を仮定することで、真性キャリア密度およびバンドギャップの取り得る範囲を実験的に導出する手法を提示し、第70回春季応用物理学会学術講演会にて発表した。次年度は、より厳密な値の導出および、シミュレーションによるデバイス特性の再現を目指す。

This topic is aimed at determining the mobility of a small number of SiC particles injected into a pressure sustaining layer. The mobility determination method is proposed in the 3-year research plan. Year R3: Determination of mobility determination method and detailed content using TCAD Year R4: A small number of decisions on mobility and implementation. Year R5: Get the mobility of the SiC particles and the electrical characteristics of the particles. The above projects are based on the implementation of the R4 annual study. The implementation content is shown below. The design of the R3 is based on the design of the BJT. The electrical characteristics of the BJT (voltage dependence of the current) are evaluated and the ideal characteristics of the BJT are obtained. This study proposes an analytical method to minimize the error and evaluate the effectiveness of the method. The measurement results of electrical characteristics depend on the analysis method, the basic parameters, the mobility, and the determination of the analysis method. The room temperature is 500 ~ 1000 cm2/Vs. The mobility of the user is determined by the user's permission. The 70th Spring Conference of the Applied Physics Society was held in Beijing, China. The next year, we will provide guidance on the reproduction of the characteristics of the products.