4h-sic功率fj-sbd的实验研究

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3、-SBD）在拥有肖特基势垒二极管（SBD）优良的正向和频率特性的同时能有效的提高功率优值，将在高压高速领域受到广泛关注。本文以4H-SiCFJ-SBD的实验研制为目的，开展了以下工作：通过模拟研究得到了适宜的二次外延浓度厚度及P+区浓度厚度参数，在该参数条件下FJ-SBD器件的击穿电压为1321V大大高于相同外延参数下常规SBD的击穿电压550V。对埋层离子注入这一关键工艺进行了研究。通过二维蒙特卡洛模拟研究了不同因素下Al离子的横向展宽程度，结果表明：离子注入角度、掩膜窗口大小及掩膜层厚度对离子注入横向展宽影响较小，退火温度

4、、退火时间、离子注入剂量及能量对横向展宽影响较大。在离子注入能量220keV、剂量4.5×1014cm-2的情况下Al离子横向展宽长度为1.6μm，对埋层间距的设计必须考虑到这一因素；采用3μm厚的光刻胶作为离子注入的阻挡层，测试数据证实了其对220keV注入能量的阻挡能力；设计了4H-SiCFJ-SBD的版图和工艺流程。离子注入后二次外延层的拉曼测试证实了二次外延层的单晶质量。器件的测试结果表明：无终端保护的常规SBD和FJ-SBD最高反向击穿电压分别为450V和950V，比导通电阻分别为5.13mΩ·cm2和6.29mΩ·

5、cm2。本文的研究成果对4H-SiC浮动结功率器件的研制有重要的参考价值。关键词：4H-SiCFJ-SBD浮动结离子注入AbstractAbstractWideband-gapsemiconductorsiliconcarbideistheidealmaterialforpowerdevicesduetoitssuperiorproperties.4H-SiCFloatingJunction-SchottkybarrierDiode(FJ-SBD)hasgoodforwardcharacteristicandhighswitc

6、hingspeedastheSBDdose,anditalsoraisestheJFOM.FJ-SBDwillreceiveextensiveattentioninthefieldsofhighvoltageandhighspeed.Forthepurposeof4H-SiCFJ-SBDdeviceexperimentalstudy,thispapercontainsthefollowing:Determinetheproperparametersofthethicknessandconcentrationthatthesec

7、ondaryepitaxialandPzonehavebysimulationsoftware.ThesimulationresultshowsthattheFJ-SBDhasthebreakdownvoltage1321VcomparestotheSBDwiththesameepitaxialparameter550V.Thekeyprocessionimplantationisbeenstudied.Studyonthelateraldiffusionofthealuminumionunderdifferentsituat

8、ionsbytwo-dimensionalMCsimulation,theresultshowsthattheIonimplantionAngle、thesizeofthemaskwindowandthethicknessofthemasklayerhavealittlein