V Rmax 3500 V T = 125 o C I. no protons

Transkript

1 Příprava, modifikace a charakterizace materiálů energetickým zářením ČVUT Praha, fakulta elektrotechnická, Praha 6

2 Řešitelský tým katedra mikroelektroniky FEL, ČVUT v Praze Jan Vobecký garant, člen Rady centra Pavel Hazdra - člen Rady centra Volodymyr Komarnitskyy vědecký pracovník Dmitro Kolesnikov - opustil FEL vědecký během pracovník roku 2007 Václav Prajzler - vědecký pracovník

3 v centru V007: Lokální řízení doby života křemíkových polovodičových diod radiačními metodami (aplikovaný výzkum) Cíl: zavedení moderních metod řízení doby života v Si (ozařování H + ) v Polovodiče a. s. Praha a prezentace praktického využití urychlovače. Realizace: ozáření H + (2.5MeV, 2-8x10 11 cm -2 ) Si diod (U br =4.5kV, průměr 40mm) pro optimalizaci dynamických parametrů. Doplňkové ozařování elektrony funkční prototyp.

4 V007 výsledky v roce 2007 V007: Lokální řízení doby života křemíkových polovodičových diod radiačními metodami Ozáření protony snižuje vypínací ztráty, špičkový výkon a napěťový překmit V Rmax. Zvyšuje SOA za extrémních podmínek. Anode Current (A) 2000 V Rmax 3500 V 1500 Rmax T = 125 o C I RR with protons I 500 RR no protons Time (µs) Anode Voltage (V)

5 V007 výsledky v roce 2007 V007: Lokální řízení doby života křemíkových polovodičových diod radiačními metodami Current (A) Výstupy: H + 2.5MeV 5x10 11 cm o 1000 C 125 o 500 C Time (µs) Voltage (V) Funkční prototyp navržen, ozářen a otestován. Technická zpráva pro Polovodiče a. s., důvěrné.

6 v centru V008: Studium nízkoteplotní difúze paladia v křemíku stimulované radiačními poruchami (základní výzkum) Cíl: ověření, zda difúze implantovaného Pd vede v Si diodách k lokalizaci Pd v místě radiačního poškození (He 2+ ) při teplotách o C. Porovnání naprašovaného a implantovaného Pd. Realizace: ověřeno na diodách z Polovodiče a. s. implantace Pd 3+ (9.5MeV, 1x10 13 cm -2 ) FZR žíhání implantace He 2+ (12 MeV, 1x10 12 cm -2 ) FZR žíhání o C Testování

7 V008 výsledky v roce 2007 Studium nízkoteplotní difúze paladia v křemíku stimulované radiačními poruchami Carrier Concentration (cm -3 ) P + P P - N - N + new layer Std diode RED diode Polovodiče a. s. U br =2.5kV I FAV =150A A = 2 cm 2 Difúze Pd z naprášené vrstvy (50nm) do místa radiačních poruch (He 2+ : 12MeV, 1x10 12 cm -2 ). Výsledky: Vyšší V br a SOA než u H + a He 2+ ozařování. Zavedení nové koncepce výkonové diody RED.

8 V008 výsledky v roce 2007 Studium nízkoteplotní difúze paladia v křemíku stimulované radiačními poruchami Carrier Concentration (cm -3 ) P + P N - N + modified layer Std diode RED diode Polovodiče a. s. U br =2.5kV I FAV =150A A = 2 cm 2 Difúze Pd z implantované vrstvy Pd 3+ (9.5MeV, 1x10 13 cm -2 ). Výsledky: Difúze Pd z implantované vrstvy vede k lokalizaci Pd v místě radiačního poškození (He 2+ : 12MeV, 1x10 12 cm -2 ). Ale: nízká kompenzace N-báze, vyšší doba života, nižší SOA než u naprašovaného Pd nový experiment s vyššími dávkami Pd.

9 v centru V009: Studium radiačních poruch v polovodičích (základní výzkum) Cíl: Nové poznatky o radiačních poruchách: elektronické vlastnosti, teplotní stabilita, způsoby interakce s intrinsickými a extrinsickými poruchami. Realizace: Terč různé typy Si substrátu (O, N) Testovací struktury - Si diody <111> FZ a CZ Si ON-Semiconductor <100> FZ Si ABB Implantace H + (700keV, cm -2 ) ÚJF Implantace He 2+ ( 2.4 MeV, 1-10x10 12 cm -2 ) ÚJF Poimplantační žíhání (do 550 o C) a charakterizace

10 V009 Výsledky v roce příklad DLTS Signal (a.u.) Studium interakce radiačních poruch vytvářející mělké a hluboké úrovně v křemíku A 3 E 1 A 1 E 2 E 3 E 4 A 4 A 2 E 5 A 5 n.a. 1.8 M e V H 1 5 x c m o C o C o C o C o C o C T e m p e ra tu re (K ) Aparatura DLTS pořízená z prostředků LC06041 ON-Semiconductor <111> CZ a FZ Si Implantace H + a He 2+ - studium interakce poruch během žíhání Výsledky: identifikace nových rekombinačních center s vyšší teplotní stabilitou identifikace mechanismů odžíhávání rekombinačních center vliv intrinzických poruch (O i ) Carrier Concentration (cm -3 ) p + 1 H kev n Depth (µm) n

11 V009 Výsledky v roce příklad Donor Concentration (10 14 cm -3 ) Studium vzniku mělkých donorů v křemík po ozáření protony a částicemi alfa 1.8 MeV H + 5x10 12 cm -2 1 H + 4 He as irradiated o C Depth (µm) R p annealed at 100 o C 200 o C 300 o C 400 o C Donor Concentration (10 14 cm -3 ) 7 MeV He 2+ 3x10 11 cm as irradiated R p Depth (µm) annealed at 100 o C 200 o C 300 o C 400 o C 500 o C Concentration ABB Semiconductors <100> FZ Si:O P + He 2+ 7MeV H + 1.8MeV N - Depth N + Doping Defects Implantace H + a He 2+ - lokální vznik mělkých donorů během žíhání Výsledky: charakterizace vlivu substrátu, projektilu, dávky a teploty žíhání nalezení vhodných podmínek zanášení pro tvorbu hlubokých n-vrstev

12 Pokračování v roce 2008 V007: Lokální řízení doby života křemíkových polovodičových diod radiačními metodami: Cíl splněn. Nepokračuje. V008: Studium nízkoteplotní difúze paladia v křemíku stimulované radiačními poruchami: Cíl téměř splněn. Zajímavá problematika pokračuje. V009: Studium radiačních poruch v polovodičích: Cíl splněn. Zajímavá problematika pokračuje.

13 Děkujeme za pozornost...