日本东京大学和日本三菱电机株式会社的大学产业团队在12月4日在旧金山召开的第63届IEEE国际电子器件会议(IEDM 2017)上报告说，它首次量化了三个电子 - 用于确定功率半导体模块中的碳化硅(SiC)功率半导体器件的电阻的散射机制。他们发现SiC界面下的电阻可以通过抑制电荷的电子散射而降低三分之二。预计这将通过降低SiC功率半导体的电阻来帮助降低功率设备的能耗。

　　SiC功率器件比传统的硅功率器件具有更低的电阻，因此要进一步降低其电阻，正确理解SiC界面下的电阻特性非常重要。

　　三菱电机先进技术研发中心碳化硅器件开发中心高级经理Satoshi Yamakawa表示：“直到现在，单独测量决定电子散射的阻力限制因素还是很难的。

　　图片：SiC界面下的电子散射受到三个因素的限制：界面的粗糙度，界面下的电荷以及原子振动。

　　关注原子振动的电子散射是使用东京大学的技术测量的。在三菱电机制造装置的分析中，显示出在SiC界面下电荷和原子振动对电子散射的影响占主导地位。尽管已经认识到SiC界面下的电子散射受三个因素限制，即SiC界面的粗糙度，SiC界面下的电荷以及原子振动，各个因素的贡献还不清楚。为了确认电荷的影响，制作平面型SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC-MOSFET)，其中电子从SiC界面离开几纳米。

　　东京大学研究生院副教授Koji Kita说：“我们能够以前所未有的水平证实，SiC界面的粗糙度几乎没有影响，而SiC界面下的电荷和原子振动是主要因素。 。

　　图：SiC界面粗糙度对限制电阻的影响不大，而SiC界面下的电荷和原子振动是主导因素。

　　使用较早的平面型SiC-MOSFET器件进行比较，由于电子散射的抑制，通过使电子远离SiC界面下的电荷而实现的电阻减小了三分之二。以前的平面型器件具有与三菱电机制造的SiC MOSFET相同的界面结构。

　　为了进行测试，公司负责处理阻力限制因素的设计，制造和分析，东京大学负责测量电子散射因子。

　　“未来，我们将继续完善我们的碳化硅MOSFET的设计和规格，以进一步降低SiC功率器件的电阻，”Yamakawa说。