水素イオン注入がSiCパワー半導体の課題を解決名古屋工業大学,名古屋大学,住重アテックス
SiCパワー半導体はその省エネルギー性能のため,太陽光発電の電圧変換器もしくは電車,電気自動車などのモーター駆動用の半導体デバイスとして,普及し始めている。ただし,SiCパワー半導体の価格は,従来用いられてきたシリコン(Si)パワー半導体に比較して高く,そのため実装できる分野が限られていた。
従来のSiCパワー半導体で作られたダイオードに電流を流すと,積層欠陥が拡張するという現象が起こり,拡張した積層欠陥が電気抵抗を増大させてしまう。この積層欠陥の拡張と,それに伴う電気抵抗の増大はバイポーラ劣化と呼ばれ,SiCパワー半導体の長期信頼性の課題となっていた。そこで,加速エネルギーMeV級のイオン加速器を用いた水素イオン注入により,エピ/基板界面付近に水素および点欠陥を導入することにより部分転位に水素もしくは点欠陥を固着させ,その運動を止めることができると考え,それに伴う積層欠陥の拡張抑制をねらった。SiCエピウェハに水素イオンを注入することにより積層欠陥の拡張が抑制され,長期信頼性が保たれたSiCパワー半導体を作製できることになる。この成果は低コストで高い信頼性を有するSiCパワー半導体の実現に貢献すると期待される。