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随着电子科技的迅速发展,具有低击穿电压、反向漏电流大的传统肖特基二极管(SBD)已不适用于某些低功耗、大功率的电子市场。由此具有新型结构以及势垒材料的耐高压肖特基二极管应运而生,该肖特基二极管具有较低的漏电流和正向压降、耐高压、高频特性好以及较强的抗浪涌电流和抗过压能力。除了适用于高频整流和开关电源及保护电路在低压、大电流场合时作续流和整流之用,还被广泛应用于高速逻辑电路、通信电源、变频器和高速计算机中,具有很广泛的市场前景以及重要的应用价值。为了改善肖特基二极管的电学性能,文中采用保护环和场板终端结构,通过改进器件制造工艺过程中势垒的材料,设计制备的硅基肖特基二极管耐压性可达120V。论文中做的主要工作有以下几方面:(1)系统的阐述了肖特基势垒二极管的基本工作原理,研究了外延材料的选择对管芯性能的影响。最终研究表明:在SBD二极管两端施加一定的反向偏置电压时,通过穿通模式设计的外延层可以使管芯的串联电阻明显降低。(2)实验设计并制造了尺寸为60mils×60mils的肖特基二极管,其终端结构采用保护环和金属场板结构。测试结果表明:器件反向耐压值为112V,而传统肖特基二极管的反向耐压值一般为45V,此时器件的漏电流仅为2μA;正向电流为3A时,导通压降为0.71V。(3)改进器件制造工艺过程中形成肖特基势垒的材料,由具有较大功函数的NiPt60合金替换传统的Ni势垒金属,通过可靠性实验测试得出:制备的管芯热稳定性良好,在175℃下工作时具有良好的性能;而对于传统的镍势垒肖特基二极管,最高工作结温为125℃。说明肖特基二极管势垒材料的改变不但改善了管芯的电学特性,而且使其具有较高的可靠性和稳定性。(4)为了进一步提高器件的性能,利用Silvaco-TCAD软件对器件结构参数及工艺流程进行了仿真分析,并采用改善器件制备工艺的方法:(1)在生长外延前对硅片表面采取相应的化学腐蚀措施进行处理;(2)离子注入形成P+保护环后进行高温退火推结;(3)采用溅射工艺淀积势垒金属并进行高温合成;(4)金属反刻后进行PMA退火。试验结果表明:采用上述制备工艺可以大幅度减小管芯漏电流,改善了器件反向击穿特性。