Ti/Al/4H-SiC MOSFET欧姆接触电极研究

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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型SiCMOSFET器件的进一步研究有着积极的意义。研究还对目前存有争议的Ti/Al基p型SiC欧姆接触形成机理进行研究,并使用Sentaurus TCAD仿真软件对Ti/Al基P型SiC欧姆接触做了仿真。2、研究了Ni基欧姆先行工艺及SiC VDMOSFET器件的制备。成功开发出应用在SiC VDMOSFET器件上的Ni基欧姆接触,先行退火条件为600℃,2min,欧姆退火条件为1000℃,2min;成功制备出1200V的SiC VDMOSFET器件,经性能测试,器件的阈值电压为3.5V,基本上实现了1200V的耐压特性。
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