耐高壓肖特基二極管的研究.pdf

1、隨著電子科技的迅速發(fā)展，具有低擊穿電壓、反向漏電流大的傳統(tǒng)肖特基二極管（SBD）已不適用于某些低功耗、大功率的電子市場(chǎng)。由此具有新型結(jié)構(gòu)以及勢(shì)壘材料的耐高壓肖特基二極管應(yīng)運(yùn)而生，該肖特基二極管具有較低的漏電流和正向壓降、耐高壓、高頻特性好以及較強(qiáng)的抗浪涌電流和抗過(guò)壓能力。除了適用于高頻整流和開(kāi)關(guān)電源及保護(hù)電路在低壓、大電流場(chǎng)合時(shí)作續(xù)流和整流之用，還被廣泛應(yīng)用于高速邏輯電路、通信電源、變頻器和高速計(jì)算機(jī)中，具有很廣泛的市場(chǎng)前景以及重要的應(yīng)

2、用價(jià)值。
　　為了改善肖特基二極管的電學(xué)性能，文中采用保護(hù)環(huán)和場(chǎng)板終端結(jié)構(gòu)，通過(guò)改進(jìn)器件制造工藝過(guò)程中勢(shì)壘的材料，設(shè)計(jì)制備的硅基肖特基二極管耐壓性可達(dá)120V。論文中做的主要工作有以下幾方面：
　?。?）系統(tǒng)的闡述了肖特基勢(shì)壘二極管的基本工作原理，研究了外延材料的選擇對(duì)管芯性能的影響。最終研究表明：在 SBD二極管兩端施加一定的反向偏置電壓時(shí)，通過(guò)穿通模式設(shè)計(jì)的外延層可以使管芯的串聯(lián)電阻明顯降低。
　?。?）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并

3、制造了尺寸為60mils×60mils的肖特基二極管，其終端結(jié)構(gòu)采用保護(hù)環(huán)和金屬場(chǎng)板結(jié)構(gòu)。測(cè)試結(jié)果表明：器件反向耐壓值為112V，而傳統(tǒng)肖特基二極管的反向耐壓值一般為45V，此時(shí)器件的漏電流僅為2μA；正向電流為3A時(shí)，導(dǎo)通壓降為0.71V。
　　（3）改進(jìn)器件制造工藝過(guò)程中形成肖特基勢(shì)壘的材料，由具有較大功函數(shù)的NiPt60合金替換傳統(tǒng)的Ni勢(shì)壘金屬，通過(guò)可靠性實(shí)驗(yàn)測(cè)試得出：制備的管芯熱穩(wěn)定性良好，在175℃下工作時(shí)具有良好的性

4、能；而對(duì)于傳統(tǒng)的鎳勢(shì)壘肖特基二極管，最高工作結(jié)溫為125℃。說(shuō)明肖特基二極管勢(shì)壘材料的改變不但改善了管芯的電學(xué)特性，而且使其具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。
　　（4）為了進(jìn)一步提高器件的性能，利用Silvaco-TCAD軟件對(duì)器件結(jié)構(gòu)參數(shù)及工藝流程進(jìn)行了仿真分析，并采用改善器件制備工藝的方法：①在生長(zhǎng)外延前對(duì)硅片表面采取相應(yīng)的化學(xué)腐蝕措施進(jìn)行處理；②離子注入形成 P+保護(hù)環(huán)后進(jìn)行高溫退火推結(jié)；③采用濺射工藝淀積勢(shì)壘金屬并進(jìn)行高溫合成；