重离子辐照导致的SiC肖特基势垒二极管损伤机理

摘要：

基于高能Ta离子辐照研究了SiC肖特基势垒二极管的失效模式和机理,实验表明辐照过程中的反向偏置电压是影响SiC肖特基势垒二极管器件失效的关键因素.当器件反向偏置在400 V时,重离子会导致器件的单粒子烧毁,辐照后的器件出现了因SiC材料熔融形成的"孔洞";当器件反向偏置在250—300 V时,器件失效表现为关态漏电流随着离子注量增加而增加,且器件的偏压越高,重离子导致的漏电增加率也越高.对于发生漏电增加的器件,基于显微分析技术发现了分布在整个有源区内重离子导致的漏电通道.TCAD仿真结果表明,重离子入射会导致器件内部的晶格温度上升,且最大晶格温度随着偏置电压的增加而增加.当偏置电压足够大时,器件内部的局部晶格温度达到了SiC材料的熔点,最终导致单粒子烧毁;当偏置电压较低时,重离子入射导致的晶格温度增加低于SiC材料的熔点,因此不会造成烧毁.但由于器件内部最大的晶格温度集中在肖特基结附近,且肖特基金属的熔点要远低于SiC材料,因此这可能导致肖特基结的局部损伤,最终产生漏电通路.

关键词：SiC功率器件、肖特基势垒二极管、重离子辐射效应

所属期刊栏目：71

分类号：TN386;R768.4;TB332

资助基金：国家自然科学基金;广东省基础与应用基础研究基金;广东省基础与应用基础研究基金;广州市科技计划;资助的课题

在线出版日期：2022-09-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：247-254