标准CMOS工艺集成肖特基二极管设计与实现

随着射频无线通讯事业的发展,高性能低成本的射频设计方案越来越受到人们的亲睐。肖特基势垒二极管在射频电路中是重要的元件组成,属于一种多数载流子器件,高频性能非常优越。本文主要介绍一种在标准CMOS工艺的基础上,提出的集成肖特基二极管设计方法,并且该方法在charted 0.35μm工艺中以MPW的方式得以实现。为了使串联电阻有效的降低,特别在肖特基版图中采用交织的方法。通过对实测所设计的肖特基二极管,以所测得的C-V、I-V及S参数对肖特基二极管的势垒电压、饱和电流及反向击穿电压继续拧计算,最后给出能够用于SPICE仿真的模型设计。     

一种精确检测半导体二极管正向电特性的新方法

提出了一种基于串联模式精确地检测半导体二极管正向电特性的新方法.利用该方法,不仅可以得到二极管在不同电压下的串联电阻、结电容、结电压、理想化因子等值,还能判断一个实际的二极管有无界面层存在并得到其界面层阻抗值.用此方法对Ni/n-GaN肖特基二极管进行了检测,所有的实验结果与理论分析相符合.实验中确认了在GaN肖特基二极管中结的负电容和具有非线性电阻和电容的界面层的存在.     

一种有机/金属肖特基二极管的实验研究

提出了一种简单有效的有机/金属肖特基二极管的制备方法:通过简单的真空气相沉积工艺,依次将有机材料PTCDA(C24H8O6)薄膜和金属电极Au蒸镀在透明导电玻璃ITO上.通过在室温条件下对该二极管的电流-电压(I-V)特性的测试发现,其整流系数可达104.根据标准肖特基理论以及实验所得电容-频率(C-f)和电容-电压(C-V)的测试结果,得到该有机肖特基势垒高度在0.2～0.3eV范围内.     

一种有机/金属肖特基二极管的实验研究

提出了一种简单有效的有机/金属肖特基二极管的制备方法:通过简单的真空气相沉积工艺,依次将有机材料PTCDA(C24H8O6)薄膜和金属电极Au蒸镀在透明导电玻璃ITO上.通过在室温条件下对该二极管的电流-电压(I-V)特性的测试发现,其整流系数可达104.根据标准肖特基理论以及实验所得电容-频率(C-f)和电容-电压(C-V)的测试结果,得到该有机肖特基势垒高度在0.2～0.3eV范围内.     

一种精确检测半导体二极管正向电特性的新方法

提出了一种基于串联模式精确地检测半导体二极管正向电特性的新方法.利用该方法,不仅可以得到二极管在不同电压下的串联电阻、结电容、结电压、理想化因子等值,还能判断一个实际的二极管有无界面层存在并得到其界面层阻抗值.用此方法对Ni/ n- Ga N肖特基二极管进行了检测,所有的实验结果与理论分析相符合.实验中确认了在Ga N肖特基二极管中结的负电容和具有非线性电阻和电容的界面层的存在.     

高压 Ti/ 6H- SiC肖特基势垒二极管

在 N型 6 H - Si C外延片上 ,通过热蒸发 ,制作 Ti/ 6 H- Si C肖特基势垒二极管 (SBD) .通过化学气相淀积 ,进行同质外延生长 ,详细测量并分析了肖特基二极管的电学特性 ,该肖特基二极管具有较好的整流特性 .反向击穿电压约为 40 0 V,室温下 ,反向电压 VR=2 0 0 V时 ,反向漏电流 JR 低于 1e- 4 A / cm2 .采用 Ne离子注入形成非晶层 ,作为边缘终端 ,二极管的击穿电压增加到约为 80 0 V.     

p型Al/6H-SiC肖特基二极管特性研究

研究了 p型 Al/6H- Si C肖特基二极管的基本制作工艺及其电学参数。采用电流 -电压法 ( I-V)测试了肖特基二极管的理想因子 n和肖特基势垒高度b。对其基本电学参数 n和b 的温度特性进行了研究 ,并分析了串联电阻对 I- V特性的影响。     

300V以上硅基新型JBS肖特基二极管的制备

为了在保留传统肖特基二极管正向压降低、电流密度大优点的基础上,使其反向击穿电压提高到了300 v以上,我们采用硅材料做为衬底,肖特基结区采用蜂房结构,终端采用两道场限环结构加一道切断环结构,所制备的肖特基二极管在正向电流10A时,正向压降仅为0.79 V;同时在施加300 V反向电压时,反向漏电流在5μA以下.     

高压肖特基二极管

日本研制出一种能承受220伏电压的肖特基势垒二极管,而一般肖特基二极管只能承受30～100伏的电压. 新器件采用了高可靠的平面结构,用铝作电极.它     

6H-SiC高压肖特基势垒二极管

在可商业获得的 N型 6 H - Si C晶片上 ,通过化学气相淀积 ,进行同质外延生长 ,在此结构材料上 ,通过热蒸发 ,制作 Ni/6 H- Si C肖特基势垒二极管 .测量并分析了肖特基二极管的电学特性 ,结果表明 ,肖特基二极管具有较好的整流特性 :反向击穿电压约为 45 0 V,室温下 ,反向电压 VR=- 2 0 0 V时 ,反向漏电流 JL=5× 10 - 4 A· cm- 2 ;理想因子为 1.0 9,肖特基势垒高度为 1.2 4— 1.2 6 e V ,开启电压约为 0 .8V     

Comparison of electrical characteristics between AlGaN/GaN and lattice-matched InAlN/GaN heterostructure Schottky barrier diodes

Lattice-matched Pt/Au–In_0.17Al_0.83N/GaN hetreojunction Schottky barrier diodes (SBDs) with circular planar structure have been fabricated. The electrical characteristics of InAlN/GaN SBD, such as two-dimensional electron gas (2DEG) density, turn-on voltage, Schottky barrier height, reverse breakdown voltage and the forward current-transport mechanisms, are investigated and compared with those of a conventional AlGaN/GaN SBD. The results show that, despite the higher Schottky barrier height, more dislocations in InAlN layer causes a larger leakage current and lower reverse breakdown voltage than the AlGaN/GaN SBD. The emission microscopy images of past-breakdown device suggest that a horizontal premature breakdown behavior attributed to the large leakage current happens in the InAlN/GaN SBD, differing from the vertical breakdown in the AlGaN/GaN SBD.     

一种提高ESD性能的高压SBD器件结构研究

提出了一种新型SBD器件结构,并应用于高压SBD产品的研制。该结构通过在肖特基势垒区的硅表面增加一层表面缓冲掺杂层(Improved Surface Buffer Dope),将高压SBD的击穿点从常规结构的PN结保护环区域转移到平坦的肖特基势垒区,从根本上提高了器件的反向静电放电(ESD)和浪涌冲击能力。经流片验证,采用该结构的10A150VSBD产品和10A200VSBD产品均通过了反向静电放电(HBM模式)8kV的考核,达到目前业界领先水平。该结构工艺实现简单,可以应用于100V以上SBD的批量生产。     

Demonstration of the first 10-kV 4H-SiC Schottky barrier diodes

This letter reports the demonstration of the first 4H-SiC Schottky barrier diode (SBD) blocking over 10 kV based on 115-/spl mu/m n-type epilayers doped to 5.6 /spl times/ 10/sup 14/ cm/sup -3/ through the use of a multistep junction termination extension. The blocking voltage substantially surpasses the former 4H-SiC SBD record of 4.9 kV. A current density of 48 A/cm/sup 2/ is achieved with a forward voltage drop of 6 V. The Schottky barrier height, ideality factor, and electron mobility for this very thick epilayer are reported. The SBD's specific-on resistance is also reported.     

3 A/40 V新型肖特基势垒二极管的设计与研制

为提高传统肖特基二极管的击穿电压,减小了器件的漏电流,提高芯片利用率,文中设计研制了适合于裸片封装的新型肖特基势垒二极管(SBD)。利用Silvaco Tcad软件模拟,在器件之间采用PN结隔离,器件周围设计了离子注入形成的保护环,实现了在浓度和厚度分别为7.5×1012 cm-3和5 μm的外延层上,制作出了反向击穿电压45 V和正向导通压降0.45 V的3 A/45 V肖特基二极管,实验和仿真结果基本吻合。此外,还开发了改进SBD结构、提高其电特性的工艺流程。     

VLSI中钛硅化物肖特基接触特性与退火条件

基于 Ti Si2 低电阻率的优点 ,采用 Ti制作肖特基二极管。在 VL SI工艺中实现同时完成钛硅化物欧姆接触和肖特基势垒二极管 (SBD)的制作。文中用 AES等技术研究不同退火工艺形成的 Ti/ Si界面形态和结构 ,寻找完善的工艺设计和退火条件。此外还测量 Al/ Ti N/ Ti/ Si结构的金属硅化物 SBD的有关特性。通过工艺实验确定 VL SI中的钛硅化物最佳的制作工艺条件     

JTE结构4H-SiC肖特基二极管的研究

借助半导体仿真软件Silvaco,仿真一种具有结终端扩展（JTE）结构的碳化硅（SiC）肖特基二极管（SBD）。其机理是通过JTE结构降低肖特基结边缘的电场集中效应,从而优化肖特基二极管的反向耐压能力。研究JTE区深度、宽度及掺杂浓度对碳化硅肖特基二极管的反向耐压的影响。通过优化结终端结构的结构参数使碳化硅肖特基二极管的反向耐压特性达到更好的性能要求。     

GaN基肖特基势垒二极管的漏电流传输与退化机制

通过比较反向偏压下AlGaN/GaN异质结肖特基势垒二极管(SBD)和GaN SBD的电流特性、电场分布和光发射位置,研究了GaN基SBD的漏电流传输与退化机制。结果表明,AlGaN/GaN SBD退化前后漏电流均由Frenkel-Poole(FP)发射机制主导,而GaN SBD低场下为FP发射电流,高场下则为Fowler-Nordheim(FN)隧穿电流。电场模拟和光发射测试结果表明,引起退化的主要原因是高电场,由于结构不同,两种SBD的退化机制和退化位置并不相同。根据实验结果,提出了一种高场FN隧穿退化模型,该模型强调应力后三角势垒变薄导致FN隧穿增强是GaN SBD退化的内在机制。     

Metal contacts to gallium arsenide

In this paper, some aspects that determine the properties of Schottky and ohmic contacts to GaAs are discussed. For Schottky barrier diodes (SBD), we present results of a comprehensive study involving 41 different metals. We pay special attention to Ru and show that its thermal and chemical stability makes it ideal for use in devices operating above room temperature and for experiments involving annealing. Further, we discuss the effect of different metallization methods on SBD properties and show that methods which use energetic particles, such as electron beam deposition and sputter deposition, often result in inferior SBD properties—the consequence of electrically active defects introduced by the energetic particles at and close to the semiconductor surface. The advantages of using Ru as contact material to GaAs are that it forms high quality, thermally stable Schottky contacts to n-GaAs and thermally stable ohmic contacts with low specific contact resistance to p-GaAs. The versatile applicability of Ru contacts makes them extremely important for future use in devices such as heterojunction bipolar transistors and solid state lasers.     

Evaluation of the hydrostatic pressure effect on Mn/p-Si Schottky barrier diode electrical parameters and interface states

Mn/p-Si Schottky barrier diode (SBD) electrical parameters and interface state density have been investigated with current–voltage (I–V) characteristics and Cheung's functions employing hydrostatic pressure. The interface state density of the diodes has an exponential growth with bias from the midgap towards the top of the valance band. We have seen that the Schottky barrier height (SBH) for Mn/p-Si SBD has a pressure coefficient of 1.61 meV/kbar (16.1 meV/GPa). We have reported that the p-type barrier height exhibited a weak pressure dependence, accepting that the Fermi level at the interface do not shift as a function of the pressure.     

一种新型SiC SBD的高温反向恢复特性

与传统硅基功率二极管相比,碳化硅肖特基势垒二极管(SiC SBD)可提高开关频率并大幅减小开关损耗,同时有更高的耐压范围.设计并制作了具有场限环结终端和Ti肖特基接触的1.2 kV/30 A SiC SBD器件,研究了该SiC SBD在100~300℃时的反向恢复特性.实验结果表明,温度每上升100℃,SiC SBD反向电压峰值增幅为5%左右,而反向恢复电流与反向恢复时间受温度影响不大;温度每升高50℃,反向恢复损耗功率峰值降低5%.实验结果表明该SiCSBD在高温下能够稳定工作,且具有良好的反向恢复特性,适用于卫星、航空和航天探测、石油以及地热钻井探测等需要大功率、耐高温和高速器件的领域.