4H-SiC結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管制備及常溫離子注入研究.pdf

1、作為第三代半導(dǎo)體材料的代表，SiC單晶具有禁帶寬度大、飽和電子漂移速率大、臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)高和熱導(dǎo)率高等優(yōu)勢(shì)，可以用于制備耐高溫、散熱好、耐高壓、高頻大功率器件。目前，SiC單晶已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于肖特基二極管(SBD)、pin二極管以及結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管(JBS)等功率器件的制備。在這些功率器件中，SiC JBS二極管具有SBD二極管和pin管兩者的優(yōu)勢(shì)，一直是研究的熱點(diǎn)之一。目前SiC JBS二極管研究主要集中在離子注入和結(jié)終端技術(shù)方面。<

2、br>　　本文基于模擬的方法，研究了n型4H-SiC材料中Al注入結(jié)深、濃度分布與注入角度、緩沖層、能量和劑量的關(guān)系，優(yōu)化了注入深度500nm，濃度均勻分布的注入條件，并進(jìn)行了常溫注入實(shí)驗(yàn)。
　　注入完成后，進(jìn)一步探討了保護(hù)方式、溫度等對(duì)SiC晶圓激活效果，注入條件和退火保護(hù)方式對(duì)SiC表面粗糙度的影響。在激活完成后，在材料上生長(zhǎng)了一層Ni并進(jìn)行退火，分析了激活濃度對(duì)Ni與Al注入形成的p-SiC的歐姆接觸的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明以4

3、°偏角注入，用100nmSiO2作為緩沖層進(jìn)行注入，以1750℃用SiC上下夾片保護(hù)進(jìn)行退火，可以得到表面粗糙度為0.862nm，激活濃度為4.25×1019 cm-3的p-SiC。1050℃-2min的歐姆接觸退火條件為最優(yōu)條件，制備出比接觸電阻率為4.10mΩ·cm2的歐姆接觸。輕微的過(guò)刻蝕有利于提高肖特基接觸性能。同時(shí)通過(guò)對(duì)場(chǎng)板長(zhǎng)度的優(yōu)化，對(duì)場(chǎng)限環(huán)參數(shù)的模擬結(jié)合離子注入制備出了開(kāi)啟電壓在1V、擊穿電壓1300V、理想因子1.49、