離子注入制備4H-SiC器件及其溫度特性研究.pdf

1、本研究在熱電子發(fā)射模型的基礎(chǔ)上,提出了一種簡(jiǎn)單提取4H-SiC SBD器件特性參數(shù)的理論模型,基于這個(gè)模型,對(duì)制備的Ti/4H-SiC SBD器件,可以計(jì)算得出理想因子、串聯(lián)電阻、零電場(chǎng)勢(shì)壘高度、表面態(tài)濃度、界面層電容、表面態(tài)中性能級(jí)等參數(shù).本方法的特點(diǎn)是模型較為簡(jiǎn)單,可以計(jì)算出4H-SiC SBD器件的界面層電容,表面態(tài)中性能級(jí)等參數(shù),這些參數(shù)的提取未見(jiàn)報(bào)道.通過(guò)研究離子注入的理論和工藝特性,以及蒙特卡洛分析軟件TRIM對(duì)氮離子注入4

2、H-SiC的能量、深度和偏差等參數(shù)的分析,在注入層的能帶理論分析的基礎(chǔ)上,提出了計(jì)算離子注入4H-SiC MESFET器件的溝道深度的方法,以及離子注入工藝參數(shù),包括能量、劑量的確定方法.給出了兩種離子注入的設(shè)計(jì)方案,即三次、四次離子注入,以及歐姆接觸區(qū)的離子注入設(shè)計(jì).說(shuō)明了注入掩膜層SiO<,2>的厚度的計(jì)算方法,并給出了各次離子注入的掩膜層厚度.設(shè)計(jì)了一種離子注入制備4H-SiC SBD器件、MESFET器件的版圖,包括:SBD器件

3、、MESFET器件、歐姆測(cè)試TLM圖形、HALL圖形、標(biāo)記等.在大量查閱文獻(xiàn)并結(jié)合國(guó)內(nèi)制備條件的基礎(chǔ)上,確定本實(shí)驗(yàn)采用的歐姆接觸和肖特基接觸的制備方案.設(shè)計(jì)了離子注入制備4H-SiC器件的基本工藝流程.在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的條件下,研究了離子注入制備4H-SiC歐姆接觸、SBD器件和MESFET器件,摸索出了可行的制備工藝條件和完整的用離子注入制備SiC器件的工藝流程.運(yùn)用歐姆接觸測(cè)試圖形TLM結(jié)構(gòu)對(duì)歐姆接觸進(jìn)行了測(cè)試,得到了三次和四次離子注入的

4、歐姆接觸的比電阻、注入層的方塊電阻.用熱電子發(fā)射理論對(duì)Ti/4H-SiC SBD器件的I-V特性進(jìn)行模擬,得到三次和四次離子注入層上Ti/4H-SiC SBD的勢(shì)壘高度、理想因子和串聯(lián)電阻等參數(shù).建立了離子注入層上制備的Ti/4H-SiC SBD器件的C-V特性模型,理論模擬時(shí)考慮溝道的離子注入分布、器件的非完全離化、PF效應(yīng)等的影響,得到了與實(shí)驗(yàn)曲線符合較好的模型.在分析物理模型的基礎(chǔ)上,對(duì)離子注入4H-SiC MESFET器件的I-