20 MeV elektronisäteilyn vaikutus piikarbiditehotransistoreihin - Tuominen, Jaakko (2018)
Piikarbidi (SiC) on verrattain uusi puolijohdemateriaali, josta voidaan valmistaa kestäviä tehotransistoreja. Piikarbiditehotransistorien säteilynkestoa ei ole vielä kattavasti tutkittu, mutta raskasionitesteissä ne ovat osoittautuneet yllättävän herkiksi vaurioitumaan. Tässä opinnäytetyössä tutkin kahden eri piikarbidipohjaisen tehotransistorin säteilynkestävyyttä 20 MeV elektroneilla säteilyannoksen ollessa 1000 rad(H2O)/min. Tutkimuksessa selvitetään, kuinka voimakkaassa säteilyssä transistorit pysyvät vielä toimintakuntoisena ja miten transistorin kynnysjännite muuttuu säteilytyksessä. Kaikki tutkitut transistorit säilyivät toimintakuntoisena testausolosuhteissa. Wolfspeed:in C2M0080120D 1200-V SiC tehotransitorin kynnysjännite muuttui säteilytettäessä (−2,0 ± 0,2) mV/krad ja saman valmistajan C2M1000170D 1700-V SiC tehotransistorin kynnysjännitteen muutos oli (−1,33 ± 0,06) mV/krad. Kynnysjännitteiden muutos voidaan selittää säteilytyksessä hilaoksidiin kertyneen varauksen avulla. Sen sijaan kynnysjännitteen lämpötilariippuvuus ei muuttunut säteilytyksen vaikutuksesta. Lisäksi tässä opinnäytetyössä tehdään lyhyt katsaus maapallon ja avaruuden säteily-ympäristöön sekä esitellään, missä energeettisiä elektroneita esiintyy luonnostaan.