Impact of high energy electron irradiation on high voltage Ni/4H-SiC Schottky diodes

Abstract

We report the results of the high energy (0.9 MeV) electron irradiation impact on the electrical properties of high voltage Ni/4H-SiC Schottky diodes. Within the range of the irradiation dose from 0.2 × 1016 cm−2 to 7 × 1016 cm−2, electron irradiation led to 6 orders of magnitude increase in the base resistance, appearance of slow relaxation processes at pico-ampere current range, and increase in the ideality factor.

Влияние облучения электронами высокой энергии на характеристики ударных токов высоковольтных интегрированных 4H-SiC p-n-диодов Шоттки

“…Для доз = 0.2 · 10 16 и 0.5 · 10 16 см −2 наблюдающаяся динамика изменения напряжения на диоде со временем качественно совпадает с ситуацией при = 0. Это обстоятельство представляется естественным, если учесть, что скорость удаления электронов ( " removal rate") из базы, η e под влиянием облучения в исследуемых структурах составляет ∼ 0.2 см −1 [11]. Таким образом, даже при дозе = 0.5 · 10 16 см −2 уменьшение концентрации электронов в базе не превышает δn = η ∼ 10 15 см −3 и при исходной концентрации n 0 ≈ 4 · 10 15 см −3 составляет ∼ 30%.…”

“…При = 2.0 · 10 16 см −2 концентрация электронов в базе формально будет " равняться нулю", что на практике соответствует очень малой величине, определяемой генерацией электронов с уровня Z 1/2 с энергией активации ∼ 0.6 эВ (см. [11] и ссылки в этой работе).…”

“…Исследованию влияния различных типов излучения, включая γ-излучение, облучение протонами, ионами высоких энергий и электронами, на свойства 4H-SiC и приборов на его основе посвящено довольно много работ. Влияние облучения электронами на параметры 4H-SiC диодов Шоттки при работе в номинальных режимах исследовалось в работах [9][10][11].…”

Влияние облучения электронами с энергией 0.9 МэВ на вольт-амперные характеристики и низкочастотные шумы 4H-SiC pin-диодов

“…С 1970-х годов начались исследования радиационных дефектов в SiC [1]. К настоящему времени имеется немало работ, например [2][3][4][5][6][7], посвященных изучению радиационной стойкости, дефектообразования и низкочастотных шумов в SiC-приборах при облучении их потоками электронов. Наибольшее число исследований относится к энергиям ≥ 1 МэВ с дозами более 10 16 см −2 .…”

Влияние Температуры Протонного Облучения На Характеристики Мощных Высоковольтных Карбид-Кремниевых Диодов Шоттки

“…Радиационная стойкость полупроводниковых приборов по отношению к различным типам облучения часто является параметром, определяющим возможность применения прибора, особенно в таких приложениях, как космическая электроника и работа в электронных системах ядерных реакторов. Исследованию влияния различных типов излучения, включая облучение протонами при комнатной температуре ( " холодное" протонное облучение), на свойства 4H-SiC и приборов на его основе посвящено довольно много публикаций (см., например, [1][2][3][4][5][6][7][8]). В настоящей работе впервые исследовано одновременное воздействие протонного облучения и повышенной температуры ( " горячее" протонное облучение) на полупроводниковые приборы на основе карбида кремния на примере высоковольтных интегрированных диодов Шоттки.…”