The defect nature and electrical properties of the electron irradiated junction diode

It is essential to increase the switching speed of power devices to reduce the energy loss because high frequency is commonly used in power device operation these days. In this work electron irradiation has been conducted to reduce the lifetime of minority carriers and thereby to increase the switching speed of a$p^+- n^-$ junction diode. Effects of electron irradiation on the electrical properties of the diode are reported The switching speed is effectively increased. Also the junction leakages and the forward voltage drop which are anticipated to increase are found to be negligible in the $p^+- n^-$ junction diodes irradiated with the optimum energy and dose. The analysis results of DLTS and C-V profiling indicate that the defects induced by electron irradiation in the silicon substrate are donor-like ones which have the energy levels of 0.284 eV and 0.483 eV. Considering all the experimental results in this study, it might be concluded that electron irradiation is a very useful technique in improving the switching speed and thereby reducing the energy loss of $p^+- n^-$ junction diode power devices.

전자 조사된 접합 다이오드의 결함 특성과 전기적 성질

오늘날 전력소자의 작동에 고주파를 사용하기 때문에 에너지 손실을 줄이기 위해 전력소자의 스위칭 속도를 증가시키는 것은 필수적이다. 본 연구에서는 $p^+- n^-$ 접합 다이오드의 스위칭 속도를 증가시킬 목적으로 minority carrier의 수명을 감소시킬 수 있는 전자조사를 실시하였다. 다이오드의 전기적 성질에 대한 전자조사의 효과를 나타냈다. 스위칭 속도는 효과적으로 증가하였다. 또한 증가될 것으로 예상되는 접합 누설 전류와 전자조사 후 정전압강하는 최적 조건의 에너지와 dose량으로 조사된 $p^+- n^-$접합 다이오드에서는 무시할 수 있는 정도로 나타났다. DLTS와 C-V 분석은 실리콘 기판에서 전자조사로 감소된 결함은 0.284eV와 0.483eV의 에너지 준위를 갖는 donor-like 결함인 것을 보여준다. 본 연구에서의 실험 결과를 고려해 보면, 전자조사는 $p^+- n^-$ 접합 다이오드 전력 소자의 스위칭 속도를 증가시켜 에너지 손실을 감소시킬 수 있는 가장 유용한 기술이라고 결론지을 수 있다.