Ti/Al/4H-SiC MOSFET欧姆接触电极研究

发布时间：2024-02-22 13:06

　　现代化社会在高温、高频、大功率、抗辐射等应用领域对半导体材料器件提出了更高的要求,以硅(Si)、砷化镓(GaAs)为代表的第一、二代半导体材料已逐渐不能满足。碳化硅(Silicon Carbide,简称SiC)材料是第三代半导体材料,具有禁带宽度大、热导率高、临界击穿电场强度高等优点。正是因为本身这些优越的特性,使SiC材料迅速地获得了半导体行业研究人员的关注。然而在实际器件具体的制备过程中,成熟的Si工艺并不能完全移植到SiC上,欧姆接触便是其中之一。本文基于国内外SiC欧姆接触及相关文献调研,针对p型和n型SiC材料上的欧姆接触原理、工艺及SiC VDMOSFET器件的制备进行了研究,取得的工作成果如下：1、对比研究了n型和p型SiC上形成肖特基接触和欧姆接触的能带原理,并对常用的SiC欧姆接触测试方法做了总结。实验对金属方案、掺杂方案做了介绍,集中研究了Ti(20nm)/Al(30nm)/Si(30nm)三层金属在不同的退火条件下的实验过程及其结果,用传输线方法(TLM)测量比接触电阻,开发出的Ti/Al基p型SiC欧姆接触的比接触电阻优值为5.71×10-4Ωcm2,此结果对p...

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 SiC材料及器件的基本特性
        1.1.1 SiC材料及其基本特性
        1.1.2 SiC器件的研究进展
        1.1.3 SiC器件工艺难题及欧姆接触的研究现状
    1.2 国内外SiC产业发展
    1.3 论文的主要工作
第二章 SiC金/半接触原理及欧姆测试方法研究
    2.1 金/半接触特性
    2.2 能带理论
        2.2.1 肖特基接触能带理论
        2.2.2 肖特基势垒
        2.2.3 欧姆接触能带理论
        2.2.4 半导体表面态对欧姆接触形成的影响
        2.2.5 载流子输运过程及方程
    2.3 SiC欧姆接触的表征
        2.3.1 表征参数
        2.3.2 表征方法
    2.4 欧姆接触测试模块版图
    2.5 本章小结
第三章 4H-SiC欧姆接触研究
    3.1 金属方案研究
        3.1.1 p型SiC欧姆接触金属方案研究
        3.1.2 n型SiC欧姆接触金属方案研究
        3.1.3 本次研究采用金属方案
    3.2 掺杂方案研究
        3.2.1 杂质注入类型和剂量
        3.2.2 杂质注入能量和温度
        3.2.3 激活退火掩膜和条件
    3.3 Ti/Al基4H-SiC欧姆接触研究
        3.3.1 测试模块制备
        3.3.2 分组退火实验
        3.3.3 测试及分析
    3.4 Ti/Al基P型SiC欧姆接触机理研究
    3.5 基于TLM的Sentaurus TCAD仿真
    3.6 本章小结
第四章 SiC VDMOSFET欧姆先行工艺及器件制备研究
    4.1 欧姆先行工艺开发
    4.2 SiC MOSFET产品及制备
        4.2.1 SiC MOSFET产品进展
        4.2.2 SiC MOSFET发展瓶颈
        4.2.3 SiC VDMOSFET版图设计
        4.2.4 SiC VDMOSFET制备工艺流程
        4.2.5 SiC VDMOSFET器件性能测试及结果
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢



本文编号：3906796