jte终端碳化硅肖特基势垒二极管的设计与实验

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1、西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用

2、学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要4H-SiC材料具有禁带宽度大、临界击穿电场高、热导率高和电子饱和漂移速度高的优越物理化学特性，适合制作高压、大功率、抗辐照、耐高温的半导体功率器

3、件。4H-SiC肖特基势垒二极管(SBD)具有导通电阻低、开关特性好等优势，在电力电子领域得到了广泛的应用。高效的终端结构、合理的工艺流程是实现高电压等级SiCSBD的关键因素。在众多的终端结构中，结终端扩展(JTE)以其终端效率高、占用面积小、工艺上易于实现等优势成为制作高压功率器件的首选。实验流片了1700V等级4H-SiC材料制备的SBD，终端结构分别采用场板(FP)终端、结终端扩展(JTE)以及两者结合的复合终端，测试了各终端下器件的正反向特性，评估了所制作器件的性能；通过统计分析验证了FP+JTE复合终端比单独JTE终端在工艺稳定度上的优越性；

4、同时也设计了验证JTE终端长度对击穿电压影响的对比实验，验证了JTE长度的饱和规律。首先，在理论仿真部分，基于1700V等级SBD外延参数的设计，使用Sentaurus软件仿真研究了采用FP终端、JTE终端及FP+JTE复合终端SBD的反向击穿特性；接着，从实际流片的角度出发，结合Trim软件仿真设计了两次离子注入实现JTE终端的所需的离子注入能量和剂量；然后设计了完整的工艺流程，绘制了版图，在版图中分别设计了无终端、FP终端、JTE终端、FP+JTE复合终端的器件以及测试CV的器件图形，同时为了验证JTE终端长度的影响，对于JTE终端设计了长度为20µ

5、m,40µm,60µm,80µm,100µm的五组实验；接着进行了完整的流片，流片过程中对关键工艺进行了监控并记录工艺参数；最后，测试了所制作器件的正反向特性，根据测试的正向IV特性提取了器件的开启电压、理想因子、势垒高度、比导通电阻等参数；根据测试的反向IV特性评估了器件的反向性能；根据JTE终端及复合终端在不同电压区间的统计分布结果评估了不同终端的总体器件性能以及工艺稳定性。测试结果显示所制作器件反向击穿特性偏离了预期值，根据离子注入后SIMS测试结果提取实际的注入能量和剂量，重新仿真了器件的反向特性，分析得出器件反向特性偏离预期值的最可能原因是离子

6、注入能量和剂量的偏差，同时也不排除激活退火效果未达预期以及界面电荷对器件性能的影响。尽管如此，在JTE长度对击穿电压的影响方面，仿真结果与实验测试结果具有一致性，JTE长度具有饱和性的规律得到了实验验证。总体来看，本次实验流片验证了所设计JTE终端的有效性和JTE长度的饱和性规律，并验证了复合终端比单纯JTE终端在实际工艺稳定性方面的优势，同时，在各个工艺步骤上积累了工艺经验，能为下一次流片提供有价值的参考。I西安电子科技大学硕士学位论文关键字：碳化硅，肖特基势垒二极管，结终端扩展，实验 论文类型：应用基础研究类IIABSTRACTABSTRACTSil

7、iconCarbide(SiC)isafuturealternativetosiliconforhighpower,hightemperature,highfrequencypowerelectronicdevicesduetoitssuperiorpropertieslikeawidebandgap,highbreakdownfield,agoodthermalconductivityandhighelectronsaturationvelocity.SiC-basedSchottkybarrierdiode(SBD)hasalreadyshownag

8、reatpotentialduetoitslowon-resistanceand