論文の概要: Quantum enhanced electric field mapping within semiconductor devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.10750v1
- Date: Mon, 14 Oct 2024 17:24:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-10-29 19:44:46.655055
- Title: Quantum enhanced electric field mapping within semiconductor devices
- Title（参考訳）: 半導体デバイスにおける量子強調電場マッピング
- Authors: D. Scheller, F. Hrunski, J. H. Schwarberg, W. Knolle, Ö. O. Soykal, P. Udvarhelyi, P. Narang, H. B. Weber, M. Hollendonner, R. Nagy,
- Abstract要約: 動作半導体デバイスにおける移動電荷と電界の相互作用をナノメートル精度で3次元マッピングする手法を提案する。
この方法は、ナノメートル精度で動作する半導体装置において、移動電荷と電場との相互作用をマッピングできる新しい量子強化電子デバイス技術の道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Semiconductor components based on silicon carbide (SiC) are a key component for high-power electronics. Their behavior is determined by the interplay of charges and electric fields, which is typically described by modeling and simulations that are calibrated by nonlocal electric properties. So far, there are no experimental methods that allow for the 3D mapping of both the electric field and the concentrations of free charge carriers inside an electronic device. To fulfill this information gap, we propose an operando method that utilizes single silicon vacancy (VSi) centers in 4H-SiC. The VSi centers are at various positions in the intrinsic region of a pin-diode. To monitor the local static electric field, we perform Stark shift measurements based on photoluminescence excitation (PLE), which allows us to infer the expansion of the depletion zone and therefore to determine the local concentration of dopants. Besides this, we show that our measurements allow us to additionally obtain the local concentration of free charge carriers. The method presented here therefore paves the way for a new quantum-enhanced electronic device technology, capable of mapping the interplay of mobile charges and electric fields in a working semiconductor device with nanometer precision.
- Abstract（参考訳）: 炭化ケイ素(SiC)をベースとした半導体部品は、高出力エレクトロニクスの鍵となるコンポーネントである。
それらの振舞いは電荷と電場との相互作用によって決定され、典型的には非局所的な電気特性によって校正されるモデリングとシミュレーションによって説明される。
今のところ、電子装置内の電界と自由電荷キャリアの濃度の両方を3次元マッピングできる実験方法はない。
この情報ギャップを実現するために,4H-SiCの単一シリコン空孔(VSi)センターを利用するオペランド手法を提案する。
VSiセンターはピンダイオードの内在領域の様々な位置にある。
局所的な静電場を監視するため,光発光励起(PLE)に基づくスタークシフト測定を行い,劣化領域の膨張を推定し,従ってドーパントの局所濃度を決定する。
さらに, 自由電荷担体の局所濃度を測定した結果, 局所濃度を測定できることが示唆された。
そこで本研究では,移動電荷と電場との相互作用をナノメートル精度でマッピング可能な,新しい量子強化電子デバイス技術の道を開いた。
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