接合終端構造の改良による15kV 級SiC PiN ダイオードの実現

摘要

様々な接合終端構造を有する4H－SiC PiN ダイオードを作製し、その耐圧特性を評価した。その結果two－ZOne JTE と独白の空間変調JTEを組み合わせることで耐圧15kV を達成した。さらにこのような超高耐圧が得られるJTEドーズ量の幅が拡大し、JTEドーズ量の変化に対するロバスト性が向上した。また測定された耐圧のJTEドーズ量依存性はデバイスシミュレーションと比較して高ドーズ側へシフトすることがわかった。これは、酸化膜と半導体界面の電荷による実効的なJTEドーズ量の減少がにより説明できる。%Breakdown characteristics of 4H-SiC PiN diodes with various JTE structures have been investigated. By combining two-zone JTE and Space-Modulated JTE (SM-JTE), a breakdown voltage over 15 kV have been achieved. This breakdown voltage corresponds to about 93 % of the parallel-plane breakdown voltage, which is fairly high for over 10 kV-class SiC diodes. The window of optimum JTE dose to obtain high breakdown voltage was widened, which indicates the robustness to the deviation of JTE dose. By comparing the JTE dose dependence of the breakdown voltage obtained from simulation and experimental results, impacts of the charge near the SiO_2/SiC interface are discussed.