Якимов Е.Б.
Ультраширокозонный Ga2O3 как альтернатива кремнию для силовой электро-ники
Последние годы возникла необходимость замены кремния широкозонными материа-лами во многих областях силовой электроники, что позволяет снизить потери энергии и су-щественно уменьшить размеры преобразователей. Силовые приборы на основе SiC и GaN уже достигли стадии промышленного производства, однако для дальнейшего повышения эффективности преобразования электрической энергии необходим переход к более широко-зонным материалам (ультраширокозонным материалам). В качестве одного из таких пер-спективных материалов для следующего поколения силовых приборов рассматривается ок-сид галлия Ga2O3. К преимуществам Ga2O3 относятся большая ширина запрещенной зоны (~ 5 эВ), возможность легирования донорными примесями до концентраций ~ 1019-1020см-3, а также возможность выращивания объемных кристаллов с низкой плотностью дислокаций.
Приводятся основные свойства политипов Ga2O3. Проводится сравнение свойств Si и Ga2O3. Приводятся примеры исследования -, - и - Ga2O3 электрофизическими методами и методами растровой электронной микроскопии. Продемонстрированы типичные спектры катодолюминесценции и результаты измерений диффузионной длины методом наведенного тока. Приведены примеры разложения спектров катодолюминесценции на отдельные компоненты. Показано, что, несмотря на низкую плотность дислокаций в современных кристаллах β-Ga2O3 (~ 103-104cм-2) диффузионная длина имеет субмикронные значения. Продемонстрированы результаты исследований p-n гетеропереходов NiO/Ga2O3. Приведены результаты влияния облучения протонами, электронами, нейтронами и альфа-частицами на электрические свойства β-Ga2O3. Проведено сравнение радиационной стойкости различных политипов Ga2O3. Оценена средняя энергия для рождения электронно-дырочной пары. Исследован эффект аномального усиления фототока и продемонстрирована возможность управления этим эффектом путем контролируемого введения ловушек.
К списку докладов