Des dispositifs SiC plus efficaces et plus fiables pour un avenir plus vert
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Des chercheurs de l'université d'Osaka ont mis au point une nouvelle technique pour améliorer les performances et la fiabilité des dispositifs métal-oxyde-semiconducteur (MOS) en carbure de silicium (SiC), un composant clé de l'électronique de puissance.
Schéma conceptuel du recuit à l'hydrogène dilué de la structure SiO2/SiC. L'arrière-plan se trouve dans la salle blanche de classe 1 de l'École supérieure d'ingénierie de l'Université d'Osaka.
The University of Osaka
Les dispositifs de puissance en SiC offrent une efficacité énergétique supérieure à celle des dispositifs traditionnels à base de silicium, ce qui les rend idéaux pour des applications telles que les véhicules électriques et les systèmes d'énergie renouvelable. Cependant, les tentatives précédentes d'amélioration des performances des dispositifs MOS SiC reposaient sur l'introduction d'impuretés telles que l'azote, ce qui compromettait malheureusement la fiabilité et limitait la plage de tension de fonctionnement. Cela a nécessité une conception stricte de l'entraînement de la grille, ce qui a empêché une adoption plus large.
L'équipe de l'université d'Osaka a découvert qu'un processus de recuit à l'hydrogène à haute température en deux étapes, effectué avant et après le dépôt d'oxyde de grille, pouvait améliorer considérablement à la fois les performances et la fiabilité sans nécessiter ces impuretés problématiques. Ce processus élimine efficacement les défauts à l'interface oxyde/SiC, ce qui se traduit par une densité d'états d'interface plus faible et une mobilité de canal plus élevée. Les dispositifs ont démontré une meilleure immunité contre les contraintes de polarisation positives et négatives, élargissant ainsi leur plage de tension opérationnelle.
Cette percée a des implications significatives pour l'avenir de l'électronique de puissance. En améliorant la fiabilité et les performances des dispositifs SiC MOS, cette technique ouvre la voie à une adoption plus large et contribue à un avenir plus économe en énergie. Cela sera particulièrement bénéfique pour les applications nécessitant une puissance et des fréquences de commutation élevées, telles que les onduleurs de véhicules électriques et les convertisseurs d'énergie renouvelable.
"Bien qu'ils soient produits en masse, les dispositifs SiC MOS n'ont pas encore atteint leur plein potentiel en termes de performance et de fiabilité", explique le professeur Takuma Kobayashi, le chercheur principal. "Nos résultats offrent une solution à ce défi de longue date et ouvrent de nouvelles possibilités passionnantes pour les dispositifs de puissance SiC. Nous avons surmonté de nombreux obstacles au cours de cette recherche, et je suis reconnaissant à tous mes coauteurs pour leurs contributions."
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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