Cientistas suíços identificam causas de defeitos em carbonetos de silício para eletrônicos de potência

set - 18
2019

Cientistas suíços identificam causas de defeitos em carbonetos de silício para eletrônicos de potência

Clusters de carbono de alguns nanômetros de tamanho podem ser responsáveis ​​pelos defeitos que afetam a estabilidade térmica dos SiCs. As acumulações defeituosas de carbono surgem durante a oxidação do carboneto de silício em dióxido de silício sob altas temperaturas.

Cientistas da Universidade de Basileia afirmam ter identificado as causas da baixa mobilidade da interface próxima nos carbonetos de silício (SiCs) usados ​​na eletrônica de potência.

Com as evidências de aglomerados de carbono presentes perto dos óxidos térmicos das portas que afetam a estrutura da banda eletrônica no papel SiC-MOSFET, os pesquisadores afirmam ter encontrado evidências únicas de que os defeitos que afetam a resistência ao calor dos SiCs são atribuíveis a aglomerados de carbono do tamanho de nanômetros que são formados durante a oxidação do carboneto de silício em dióxido de silício sob altas temperaturas.

Os pesquisadores usaram a análise do microscópio de força atômica (AFM) e a espectroscopia Raman para localizar onde os defeitos foram gerados e descobriram que isso acontece perto da interface durante o processo de oxidação. “A espectroscopia AFM e Raman, juntamente com extensas simulações atomísticas de ponta, fornecem ainda mais informações sobre a oxidação de SiC nativa como a causa raiz desses aglomerados e sua dependência dos parâmetros do processo e sua HF [ácido fluorídrico] e condicionamento de ozônio ”, Afirmou o jornal.

Impacto da acumulação

Os pesquisadores também verificaram a presença de carbono aromático e amorfo caracteristicamente diferente do carbono na matriz SiC nos itens estudados. Os cientistas disseram que as acumulações defeituosas de carbono tiveram um impacto na estrutura eletrônica da interface. “Além da modificação da estrutura da banda, os defeitos podem reduzir localmente a força do campo de ruptura dielétrica”, acrescentaram.

A equipe concluiu que o baixo desempenho dos transistores de carboneto de silício, comparado ao dos transistores de silício convencionais, deve ser atribuído ao acúmulo de carbono na interface. “Se mudarmos certos parâmetros durante a oxidação, podemos influenciar a ocorrência dos defeitos”, disse o co-autor do estudo Dipanwita Dutta.

Embora os carbonetos de silício ofereçam um grande potencial para reduzir o peso e melhorar a condutividade elétrica e as propriedades térmicas dos inversores solares da próxima geração, os defeitos estudados – que ocorrem na interface entre o carboneto de silício e o dióxido de silício do material isolante – são considerados um grande obstáculo à adoção comercial . Até agora, os fabricantes de inversores desenvolveram dispositivos de carboneto de silício como protótipos ou em produção em pequena escala.

Fonte: PV Magazine

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