SiC肖特基二极管势垒不均匀分布理论与研究进展

碳化硅(SiC)半导体具有宽禁带、高临界击穿电场、高热导率等优异的性能,在高温、高频和大功率器件领域具有广阔的应用前景.SiC肖特基二极管是最早商用化的SiC器件,然而,由于决定金属接触性能的肖特基势垒无法得到有效控制,高性能的SiC欧姆接触和肖特基接触制备仍然是SiC肖特基二极管研制中的关键技术难题.基于此,首先对金...     

Ni基n型SiC材料的欧姆接触机理及模型研究

研究了Ni基n型SiC材料的欧姆接触的形成机理,认为合金化退火过程中形成的C空位(Vc)而导致的高载流子浓度层对欧姆接触的形成起了关键作用。给出了欧姆接触的能带结构图,提出比接触电阻ρC由ρC1和ρC2两部分构成。ρC1是Ni硅化物与其下在合金化退火过程中形成的高载流子浓度层间的比接触电阻,ρC2则由高载流子浓度层与原来SiC有源层之间载流子浓度差形成的势垒引入。该模型较好地解释了n型SiC欧姆接触的实验结果,并从衬底的掺杂水平、接触金属的选择、合金化退火的温度、时间、氛围等方面给出了工艺条件的改进建议。     

离子注入制备n型SiC欧姆接触的工艺研究

由于杂质在SiC中的扩散系数很低,所以制备SiC器件欧姆接触所需要的高掺杂区必须采用离子注入技术.本文采用蒙特卡罗模拟软件TRIM模拟得出不同能量不同剂量六次注入杂质的纵向分布图,根据大量文献数据和国内现有的制备水平,提出制备n型SiC欧姆接触最优的工艺流程.     

低温退火制备Ti/4H-SiC欧姆接触

实现SiC器件欧姆接触常规工艺需要800～1200℃的高温退火.研究了n型4H-SiC低温制备Ti欧姆电极的工艺及其基本电学特性.通过氢等离子体处理4H-SiC的表面,沉积Ti后可直接形成欧姆接触,室温下比接触电阻率ρc为2.25×10-3 Ω·m2(ρc由圆形传输线模型CTLM测得),随着合金温度的升高,其欧姆特性逐渐增强,400℃合金后获得最低的比接触电阻率ρc为2.07×10-4 Ω·m2.采用X射线衍射(XRD)确定金属/n-SiC界面反应时形成的相,以分析电学性质与微观结构间的联系.最后讨论了低温欧姆接触的形成机制.     

n+多晶硅/n+ SiC异质结欧姆接触

采用器件仿真软件ISE TCAD模拟了n+多晶硅/n+ SiC异质结形成欧姆接触的新的SiC欧姆接触制造技术.模拟结果表明n+多晶硅/n+ SiC异质结接触可以形成良好的欧姆接触,具有工艺简单、性能优良的优点.     

n+多晶硅/n+SiC异质结欧姆接触

采用器件仿真软件ISE TCAD模拟了n+多晶硅/n+SiC异质结形成欧姆接触的新的SiC欧姆接触制造技术. 模拟结果表明n+多晶硅/n+SiC异质结接触可以形成良好的欧姆接触，具有工艺简单、性能优良的优点.     

n+多晶硅/n+ SiC异质结欧姆接触

采用器件仿真软件ISE TCAD模拟了n 多晶硅/n SiC异质结形成欧姆接触的新的SiC欧姆接触制造技术.模拟结果表明n 多晶硅/n SiC异质结接触可以形成良好的欧姆接触,具有工艺简单、性能优良的优点.     

AlGaN器件欧姆接触的研究进展

作为制备光电子器件例如紫外光子探测器、异质结场效应晶体管(HFET)、高电子迁移率晶体管(HEMT)异质结场效应管等的一种宽禁带半导体材料, III V 族氮化物AlGaN器件近年来颇受关注.AlGaN与金属之间的低阻欧姆接触的实现问题阻碍了AlGaN(基)器件的发展.通过对相关文献的归纳分析,介绍了近年来AlGaN器件在欧姆接触形成、金属化方案、合金化工艺及表面处理等方面的研究进展.     

重掺杂p型SiC晶片Ni/Al欧姆接触特性

系统研究了Al和Ni/Al两种金属体系在重掺杂p型SiC晶片上的欧姆接触特性和电学性质。利用X射线衍射、扫描电子显微镜和综合物性测量系统对这两种电极表面的微观结构和样品的电学性质进行了表征。结果表明：在真空环境下经过800℃退火后Al电极可呈现出欧姆接触行为,其比接触电阻率为1.98×10^-3Ω·cm²,退火处理后Al电极与SiC在接触界面形成化合物Al₄C₃,有助于提高接触界面稳定性。在Ni/Al复合体系中,当Ni金属层厚度为50 nm时,其比接触电阻率显著降低至4.013×10^-4Ω·cm²。退火后Ni与SiC在接触界面生成的Ni₂Si有利于欧姆接触的形成和降低比接触电阻率。研究结果可为开发液相法生长的p型SiC晶片电子器件提供参考。     

n型4H-SiC欧姆接触特性

对不同工艺条件下的NiCr/4H-SiC欧姆接触特性进行了对比研究,得到了良好欧姆接触的最佳工艺条件,为SiC MESFET器件的实现奠定了基础.文中介绍了欧姆接触的工艺流程,并通过TLM方法测量特征接触电阻率,测得NiCr/4H-SiC的最佳特征接触电阻率达到1.24×10-5Ω·cm2,能够很好地满足SiC MESFET器件的需要.     

p型金刚石欧姆接触的研究

金刚石的欧姆接触是制造半导体器接触的研究进展,结合器件的发展和实际工艺的要求,讨论了改善欧姆接触特性的途径和方法,指出目前存在急需解决的一些问题.     

4H-SiC欧姆接触与测试方法研究

主要针对不同金属和工艺条件下的4H-SiC欧姆接触特性进行对比研究,形成4H-SiC的优良欧姆接触的最佳条件。通过TLM方法结合四探针测量得到特征接触电阻率,测得NiCr和Ni与4H-SiC的最佳特征接触电阻率分别达到ρc=9.02×10-6Ω.cm2,ρc=2.22×10-7Ω.cm2,能够很好满足SiC器件的需要。     

N型SiC的Ni基欧姆接触研究

对n型SiC的Ni基欧姆接触的机理进行了研究.通过在P型4H-SiC外延层上使用N离子注入来形成N阱,并在此基础上制作Ni/n型SiC欧姆接触的TLM结构,得到的比接触电阻约为1.7X10-4Ω·cm2.合金化的高温退火过程导致了C空位(Vc)的出现,起到了施主的作用,降低了有效肖特基势垒高度,从而形成欧姆接触.通过模拟估计了有效载流子密度的增加,结果表明,高温退火中形成的C空位对于最终欧姆接触的形成起到了重要作用,甚至超过了掺杂水平的影响.     

Correlation between the electrical properties and the interfacial microstructures of TiAl-based ohmic contacts to p-type 4H-SiC

In order to understand a mechanism of TiAl-based ohmic contact formation for p-type 4H-SiC, the electrical properties and microstructures of Ti/Al and Ni/Ti/Al contacts, which provided the specific contact resistances of approximately 2×10⁻⁵ Ω-cm² and 7×10⁻⁵ Ω-cm² after annealing at 1000°C and 800°C, respectively, were investigated using x-ray diffraction (XRD) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). Ternary Ti₃SiC₂ carbide layers were observed to grow on the SiC surfaces in both the Ti/Al and the Ni/Ti/Al contacts when the contacts yielded low resistance. The Ti₃SiC₂ carbide layers with hexagonal structures had an epitaxial orientation relationship with the 4H-SiC substrates. The (0001)-oriented terraces were observed periodically at the interfaces between the carbide layers and the SiC, and the terraces were atomically flat. We believed the Ti₃SiC₂ carbide layers primarily reduced the high Schottky barrier height at the contact metal/p-SiC interface down to about 0.3 eV, and, thus, low contact resistances were obtained for p-type TiAl-based ohmic contacts.     

异质结n+多晶硅/n型4H-SiC欧姆接触的制备

从理论和实验的角度研究了n型4H-SiC上的多晶硅欧姆接触.在P型4H-SiC外延层上使用P+离子注入来形成TLM结构的n阱.使用LPCVD淀积多晶硅并通过P+离子注入及扩散进行掺杂,得到的多晶硅方块电阻为22Ω/□.得到的n+多晶硅/n-SiC欧姆接触的比接触电阻为3.82×10-5Ω·cm2,接触下的注入层的方块电阻为4.9kΩ/□.对n+多晶硅/n-SiC欧姆接触形成的机理进行了讨论.     

p型GaN欧姆接触的研究进展

宽带隙的GaN作为半导体领域研究的热点之一,近年来发展得很快.p型GaN的欧姆接触问题一直阻碍高温大功率GaN基器件的研制.本文讨论了金属化方案的选择、表面预处理和合金化处理等几个问题,回顾了近年来p型GaN欧姆接触的研究进展.     

p型GaN基器件的欧姆接触

宽带隙的GaN具有优良的物理和化学性质,己成为半导体领域研究的热点之一。p型GaN的欧姆接触问题制约了GaN基器件的进-步发展。本文首先介绍了欧姆接触的原理及评价方法,详细讨论了实现良好的p型GaN欧姆接触的主要方法是采取表面处理技术、选择合适的金属电极材料和进行热退火处理,以及研究进展情况。最后指出目前存在的问题并提出今后的研究方向。     

SiC电力电子器件研究现状及新进展

由于硅材料本身的限制,传统硅电力电子器件性能已经接近其极限,碳化硅(SiC)器件的高功率、高效率、耐高温、抗辐照等优势逐渐突显,成为电力电子器件一个新的发展方向.综述了SiC材料、SiC电力电子器件、SiC模块及关键工艺的研究现状,重点从材料、器件结构、制备工艺等方面阐述了SiC二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、结晶型场效应晶体管(JFET)、双极结型晶体管(BJT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)及模块的研究进展.概述了SiC材料、SiC电力电子器件及模块的商品化情况,最后对SiC材料及器件的发展趋势进行了展望.     

GaN上的欧姆接触

主要描述了在ｎ 型和ｐ 型ＧａＮ上制备欧姆接触的方法,分析了欧姆接触的特性及其形成机理, 并讨论了该领域未来的研究趋势