碳化硅器件性能優(yōu)化：結(jié)合少子壽命檢測(cè)結(jié)果，可以指導(dǎo)SiC器件的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程，優(yōu)化器件性能，提高成品率和可靠性。

 在超高壓工作條件下前景廣闊的雙極型SiC器件中，載流子壽命是影響器件性能的一個(gè)重要參數(shù)。表面復(fù)合是載流子壽命的限制因素之一，器件的設(shè)計(jì)和制造工藝的開(kāi)發(fā)需要表面復(fù)合速度的定量值。

然而，在雙極SiC器件的開(kāi)發(fā)中，有幾個(gè)困難需要克服，例如抑制退化和改進(jìn)pn結(jié)的制造技術(shù)。其中一個(gè)重要的困難是控制載流子壽命。載流子壽命直接影響電導(dǎo)率調(diào)制行為；因此，器件的導(dǎo)通電阻和開(kāi)關(guān)損耗取決于載流子壽命。

通過(guò)少子壽命值，確定了4H-SiC的Si面和C面的表面復(fù)合速度(S)及其溫度依賴(lài)性，研究者相信對(duì)表面復(fù)合速度定量值的全方面調(diào)查和討論將支持未來(lái)雙極SiC器件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的改進(jìn)³。 

隨著SiC型IGBT的耐壓越來(lái)越高，要求少子壽命足夠高，以進(jìn)行有效的電導(dǎo)調(diào)制，從而降低器件的正向?qū)▔航岛蛯?dǎo)通電阻，但是同時(shí)也追求更高的開(kāi)關(guān)速度，即希望反向恢復(fù)時(shí)間越短越好，這又要求少子壽命足夠低。如何在低的正向?qū)▔航岛偷偷拈_(kāi)關(guān)損耗之間進(jìn)行折衷，是IGBT設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。 

通過(guò)選擇合適的緩沖層厚度，通過(guò)局部控制器件漂移區(qū)和緩沖層的壽命，進(jìn)行4H-SiC型n-IGBT功耗的優(yōu)化。

4H-SiC n-IGBT正向?qū)▔航岛完P(guān)斷損耗的權(quán)衡曲線

參考文獻(xiàn)：

[1] Murata, K. , et al. "Carrier lifetime control by intentional boron doping in aluminum doped p-type 4H-SiC epilayers." Journal of Applied Physics 129.2(2021):025702-.

[2] Tawara, Takeshi, et al. "Evaluation of Free Carrier Lifetime and Deep Levels of the Thick 4H-SiC Epilayers." Materials Science Forum (2004).

[3] Kato, Masashi, et al. "Surface recombination velocities for 4H-SiC: Temperature dependence and difference in conductivity type at several crystal faces." Journal of Applied Physics 127.19(2020):195702.

[4] Hahn, S. , et al. "Contact-less Electrical Defect Characterization of Semi-insulating 6H-SiC Bulk Material." International conference on silicon carbide and related materials; ICSCRM 2007 2009.

[5] Berger, Bastian , et al. "Contactless electrical defect characterization in semiconductors by microwave detected photo induced current transient spectroscopy (MD‐PICTS) and microwave detected photoconductivity (MDP)." Physica Status Solidi 208.4(2011):769-776.

[6] Hemmingsson, C. G, N. T. Son , and Janzén, E. "Observation of negative-U centers in 6H silicon carbide." Applied Physics Letters 74.6(1999):839-841.

[7] Suttrop, W., G. Pensl , and  P. Lanig . "Boron-related deep centers in 6H-SiC." Applied Physics A 51.3(1990):231-237.