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陰極發(fā)光設(shè)備(SEM-CL)在GaN功率電子方面的應(yīng)用

瀏覽次數(shù):808 發(fā)布日期:2023-8-17  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
       對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的日益重視要求車輛動(dòng)力系統(tǒng)電氣化,并由新動(dòng)力的使用提供支持專用于汽車應(yīng)用的半導(dǎo)體器件。目前的電動(dòng)汽車系統(tǒng)完全依賴于硅基材料電源,但硅功率器件正迅速接近成熟,其性能有限,這對(duì)解決所有電力推進(jìn)系統(tǒng)提出了新的要求,包括大電流(200至600 A)、高電壓(100至600 V)和低損耗功率半導(dǎo)體開關(guān)。此外,硅的進(jìn)一步增強(qiáng)是增量的,而花費(fèi)的成本卻越來越不合算。
 

圖一:樣品:GaN/Al0.25Ga0.75N/Al0.5 Ga0.5N/ Al0.8Ga0.2N/AlN/Si為GaN p型摻雜前(左)和注入Mg+后(右)的拋光截面。

       與現(xiàn)在的系統(tǒng)相比,下一代電動(dòng)汽車需要改變游戲規(guī)則:電源需體現(xiàn)出更高效率和差異化的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)勢(shì)。因此,新電子需要材料和器件結(jié)構(gòu)。氮化鎵(GaN)開關(guān)預(yù)計(jì)具有100x優(yōu)于硅基器件的性能優(yōu)勢(shì),由于其優(yōu)異的材料性能,如:高電子遷移率,高擊穿場(chǎng),高電子速度。GaN外延生長(zhǎng)的最新進(jìn)展技術(shù)允許制造GaN-on-Si高品質(zhì)、低成本、大晶圓尺寸的晶圓。

       由于其與大批量硅晶圓廠的兼容性,GaN-on-Si技術(shù)平臺(tái)可以大規(guī)模生產(chǎn)體積大且性能優(yōu)越的硅晶圓而減小成本,使這項(xiàng)技術(shù)真正改變了游戲規(guī)則并用于汽車領(lǐng)域。陰極發(fā)光是其中半導(dǎo)體物理中使用的關(guān)鍵技術(shù)。它能夠提供III-V薄膜材料的空間表征分辨率從而開辟出廣闊的研究領(lǐng)域。

       Attolight CL系統(tǒng),由于它的創(chuàng)新配置,可以應(yīng)用在以上半導(dǎo)體物理研究中并提供以下優(yōu)勢(shì):1、高視場(chǎng),可量化穿線位錯(cuò)缺陷(TDD)的表面缺陷映射。2、高光譜制圖與采集速度兼容良好的空間分辨率,導(dǎo)致完整的結(jié)構(gòu)表征在拋光截面上。3、高度穩(wěn)定的冷凍階段允許高分辨率測(cè)量在10k時(shí)給出缺陷的空間分布信息例如,監(jiān)測(cè)材料摻雜。

 

圖二:在同一植入樣品上獲得SIMS剖面。CL檢測(cè)到的缺陷區(qū)域深度與SIMS剖面檢測(cè)到的深度相匹配。
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