Wyjątkowa platforma dla urządzeń MOS
SiC nadaje się do stosowania przy dużej energii i wysokiej temperaturze, a ponadto pozwala na znaczące zmniejszenie zużycia energii, dzięki czemu uznawany jest za materiał o ogromnym potencjale, jeżeli chodzi o elektronikę mocy. SiC występuje w wielu różnych strukturach krystalicznych, nazywanych politypami, z których najstabilniejsze to 4H-, 6H-, 15R- i 3C-SiC. Mimo dużych wysiłków, jakie naukowcy z całego świata wkładają w opracowanie innowacyjnych układów elektronicznych z tego materiału, niedoskonałe połączenia z warstwą izolacyjną z dwutlenku krzemu (SiO2) obniżają wydajność tych urządzeń. Problem ten dotyczy prawdopodobnie tylko 4H-SiC, jednak wytwarzanie politypów 3C- lub 15R-SiC w temperaturach przekraczających 1000°C jest znacznie trudniejsze niż politypu 4H-SiC. NETFISIC (Training network on functional interfaces for SiC) to finansowana ze środków UE sieć szkolenia początkowego, zrzeszająca 12 partnerów z 7 krajów Europy. Głównym zadaniem sieci było sprawdzenie kilku sposobów na poprawę właściwości międzyfazowych i masowych 4H-SiC, a także znalezienie metod tworzenia politypów 3C- i 15R-SiC. Docelowymi zastosowaniami były przede wszystkim kondensatory MOS (metal-tlenek-półprzewodnik) i diody Schottky'ego. Nowo zrekrutowani naukowcy zajmujący się badaniem SiC (łącznie 16 osób) pracowali rotacyjnie we wszystkich laboratoriach partnerskich, dzięki czemu w ramach szkolenia poszerzyli nie tylko swoją własną wiedzę, ale również umożliwili przekazywanie wiedzy oraz współpracę pomiędzy tymi placówkami. Naukowcy uzyskali nową wiedzę na temat mechanizmów wzrostu i właściwości politypów 3C- i 15R-SiC, przede wszystkim z zastosowaniem technik osadzania z fazy gazowej. Domieszkowanie 4H-SiC rzadko stosowanym germanem nieoczekiwanie pozwoliło na znaczącą poprawę właściwości elektronicznych politypów. Dużą część prac poświęcono udoskonaleniu połączeń między SiC i SiO2, głównie pod kątem rozwiązań MOS. Pomiary pompowania ładunków okazały się dobrą metodą do szczegółowej analizy połączeń. Oprócz struktur bazujących na MOS badano też tranzystory polowe złączowe i diody Schottky'ego. Prace prowadzone w projekcie NETFISIC miały na celu rozwinięcie technologii SiC oraz umożliwienie działania udoskonalonych elementów elektronicznych w trudnych warunkach. Oprócz wzmocnienia pozycji UE na rozległym rynku globalnym, komercjalizacja wyników pozwoli ograniczyć zużycie energii oraz emisje dwutlenku węgla, co zapewni również istotne korzyści finansowe i przyczyni się do ochrony środowiska.
Słowa kluczowe
Elektronika mocy, węglik krzemu, politypy, metal-tlenek-półprzewodnik, diody Schottky'ego
