开发出在不破坏功率器件材料SiC内部的情况下检查其电特性的技术

　碳化硅（SiC）作为一种新型晶体材料，有望用作大功率电压转换的功率器件。为了制造能够控制大量功率的功率器件，SiC 晶体必须具有允许电流在其内部均匀流动的特性。我校工学研究科加藤正副教授的研究小组开发出了世界上第一个在不破坏碳化硅晶体的情况下测量其内部电特性的方法。

　功率器件是半导体元件，用于控制火车和汽车的速度以及转换配电系统的电压。碳化硅（SiC）有望用作制造此类功率器件的新型晶体材料。使用SiC晶体的功率器件已经开始在一些领域投入实际应用，例如下一代新干线列车，并且据报道可以显着降低功耗。然而，为了制造能够转换更大量电力（例如从发电厂传输的电力）的功率器件，有必要创造一种允许电力在SiC晶体内部均匀流动的特性。然而，到目前为止，测量其电性能的唯一方法是打破晶体。
我校工学研究科电气机械工学系加藤正志副教授课题组开发出了世界上第一个通过对SiC晶体斜向照射两种微米尺寸的激光束来测量SiC晶体内部电特性的方法（图1和图2）。利用这项技术，可以在不破坏 SiC 晶体的情况下检查其电性能的均匀性（图 3）。未来，我们可以加速使用SiC的大功率功率器件的开发，并期望降低功率转换中的功耗。
　这项研究的结果将在世界上最大的 SiC 晶体国际会议 ICSCRM2017 上公布 (），并在 2018 年国际会议上作为会议论文发表（“Microsensitive FCA System for Depth-Resolved Carrier LifetimeMeasurement in SiC” S Mae, T Tawara, H Tsuchida, M Kato, Materials Science Forum 924, 269-272）。
这项研究得到了苏州工业园区科学技术创新委员会“下一代电力电子/SiC下一代电力电子综合研究与开发”（管理公司：NEDO）的支持。

图1 装置照片 激发光和探测光两种激光通过物镜照射到SiC 样品上。

图 2 用激光照射 SiC 样品的图像。两束激光对角照射，通过移动 SiC 样品来向内移动测量位置。左图显示了被照射的 SiC 表面，右图显示了移动的 SiC 和测量的内部。

图3 从开发的设备获得的实验结果

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