4H-SiC欧姆接触研究及其应用

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mahongxin2009
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4H-SiC是性能优异的宽禁带半导体材料之一,其在高温、高频、高功率和抗辐射器件等方面具有巨大的应用潜力。但是在器件制备过程中,仍存在若干工艺难点,其中关键工艺技术之一是获得良好的欧姆接触。本文针对4H-SiC欧姆接触工艺以及相关器件制备做了如下工作:基于国内外SiC欧姆接触的调研,研究了p型和n型欧姆接触的常用金属体系和形成机理,确定了同时形成p型和n型欧姆接触的金属化方案Ni/Ti/Al,改变Ni的厚度,通过大量系统性实验研究了不同的合金退火温度和退火时间下,不同的Ni厚度对p型和n型4H-SiC欧姆接触的影响,得到同时形成p型和n型欧姆接触比接触电阻分别为4.2×10-5和7.8×10-5Ω·cm2,并采用XRD,AES和AFM等测试手段对该金属体系和4H-SiC接触表面及界面进行分析表征,探究欧姆接触形成机理。并将优化的p型欧姆接触条件应用于3300V4H-SiCPiN金属电极制备过程当中,详述了3300V4H-SiC PiN的工艺流程,并采用研究室化合物半导体工艺线进行流片并测试,器件正向特性良好。基于4H-SiC MOSFET器件的关键工艺,主要介绍了离子注入和激活退火工艺,利用TRIM软件进行离子注入仿真,得到MOSFET器件p+、p well, n+区域的注入条件,并通过SIMS验证得到仿真与实际注入分布一致的结果;基于离子注入和激活退火工艺的开发,并结合同时形成p型和n型欧姆接触的优化条件,确定了适用于4H-SiC MOSFET器件的p型和n型离子注入、激活退火和欧姆接触的工艺条件,并介绍了4H-SiC MOSFET的主要工艺步骤,用于后期器件流片。
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