Los investigadores de Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg FAU han desarrollado un método simple pero preciso para encontrar defectos en la última generación de transistores de carburo de silicio. Esto acelerará el proceso de desarrollar transistores más eficientes en el futuro.Ahora han publicado sus hallazgos en la revista Física de las comunicaciones .
Impulsar la eficiencia de los dispositivos electrónicos de potencia es una forma de ahorrar energía en nuestro mundo altamente tecnológico. Son estos componentes los que aseguran que la energía de las centrales fotovoltaicas o eólicas se alimente a la red, las unidades de tracción de los trenes reciben corrientedesde la línea aérea, y la energía se transfiere de las baterías al motor en vehículos eléctricos e híbridos. Sin embargo, al mismo tiempo, estos componentes deberían usar la menor cantidad de electricidad posible. Si no, el calor se genera innecesariamente, sistemas de enfriamiento complejos adicionalesson necesarios y como resultado se desperdicia energía.
Aquí es donde los componentes hechos de silicio, el material semiconductor estándar, alcanzan sus límites en función de sus propiedades intrínsecas del material. Sin embargo, existe una alternativa mucho más adecuada: carburo de silicio, o SiC para abreviar, un compuesto hecho desilicio y carbono. Sus propiedades hablan por sí solas: soporta altos voltajes, funciona incluso a altas temperaturas, es químicamente robusto y puede funcionar a altas frecuencias de conmutación, lo que permite una mejor eficiencia energética. Los componentes de SiC se han utilizado con mucho éxito durante varios años.años ahora.
Investigación de captura de carga
Los interruptores electrónicos de potencia hechos de carburo de silicio, conocidos como transistores de efecto de campo o MOSFET para abreviar, funcionan sobre la base de la interfaz entre el SiC y una capa muy delgada de óxido de silicio que se deposita o crece sobre él. Es estointerfaz, sin embargo, lo que plantea un desafío importante para los investigadores: durante la fabricación, se crean defectos no deseados en la interfaz que atrapan a los portadores de carga y reducen la corriente eléctrica en el dispositivo. Por lo tanto, la investigación de estos defectos es de suma importancia si queremos realizaruso del potencial ofrecido por el material.
Patrón descubierto
Las técnicas de medición convencionales, que generalmente se han desarrollado con dispositivos MOSFET de silicio en mente, simplemente ignoran la existencia de tales defectos. Si bien hay otras técnicas de medición disponibles, son más complejas y requieren mucho tiempo, y no son adecuadas para su uso ena gran escala o simplemente no son adecuados para ser utilizados en los componentes terminados. Esta es la razón por la cual los investigadores de la Cátedra de Física Aplicada de la FAU decidieron centrarse en encontrar métodos nuevos y mejorados para investigar defectos de la interfaz, y tuvieron éxitoSe dieron cuenta de que los defectos de la interfaz siempre siguen el mismo patrón. "Tradujimos este patrón a una fórmula matemática", explica el candidato al doctorado Martin Hauck. "El uso de la fórmula nos da una forma inteligente de tener en cuenta los defectos de la interfaz en nuestros cálculos".no solo nos proporciona valores muy precisos para los parámetros típicos del dispositivo, como la movilidad de electrones o el voltaje de umbral, sino que también nos permite determinar la distribuciónution y densidad de defectos de interfaz casi en el lateral.
En experimentos realizados con transistores especialmente diseñados para este fin por los socios industriales de los investigadores Infineon Technologies Austria AG y su filial Kompetenzzentrum für Automobil- & Industrie-Elektronik GmbH, el método extremadamente simple también demostró ser muy preciso.en el núcleo interno de los transistores de efecto de campo permite ahora ciclos de innovación mejorados y más cortos. Usando este método, los procesos destinados a reducir defectos pueden evaluarse de manera precisa, rápida y sencilla, y trabajar en el desarrollo de nuevos sistemas electrónicos de energía que ahorren más energía.ser acelerado en consecuencia
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Erlangen-Nuremberg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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