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Mo/4H-SiC肖特基势垒二极管的研制
第28卷第3期
2007年3月
半导体
CHINESEJOURNALOFSEMIC0NDUCT0RS

Mar..2007
M0/4H—SiC肖特基势垒二极管的研制*
张发生李欣然
(1湖南大学电气与信息工程学院,长沙410082)
(2中南林业科技大学电子与信息工程学院,长沙410004)
摘要:采用微电子平面工艺,射频溅射Mo作肖特基接触,电子束热蒸发金属Ni作欧姆接触,三级场限环终端表
,不降低理想因子和反向耐压特性情况下,有效控制肖特基势垒高
~,成功研制出高耐压低损耗Mo/4H-:击穿电压
b为3000V,?cm,/.
关键词:SiC;Mot肖特基二极管
12520M
中图分类号:TM31文献标识码:A文章编号:0253-4177(2007)03-0435-04
1引言
SiC以其杰出的物理和电学特性——宽禁带,
高热导率,大的饱和漂移速度和高临界击穿电场等,
成为制作高功率,高频,耐高温,抗辐射器件的理想
半导体材料,在航天,航空,石油勘探,核能和通信等

和外延技术的研究取得了突破性进展,基本解决了

到器件制作的基本工艺技术上,如掺杂,氧化,刻蚀,
金属半导体接触和封装等,以发挥SiC半导体材料
的潜在优势,制作出高性能器件和电路_1].SiC器件
已成为目前半导体研究的热点和前沿领域之一
目前额定耐压(~)和额定正向导通
电流(1~20A)的4H—SiC肖特基势垒二极管(SBD)
已经商品化_2].,
即便反向耐压高达3~5kV等级的4H—SiCSBD从

10ml2?cm[引.
肖特基势垒高度对减小功率损耗具有十分
为此在25~200℃温度范围内为了获得高耐压(3~
5kV)最小功率损耗,肖特基势垒高度应控制在
~.
目前国内外研制生产的肖特基势垒二极管都是
采用金属Ti,Ni等与n型4H—SiC形成肖特基接
触,
].
按照决定最小功率损耗原理,要想研
制生产出高耐压低损耗的4H—SiCSBDS产品,沿用
目前已使用的金属和SiC形成肖特基接触,其很
~
寻找一种新的金属材料和4H—SiC形成良好肖特基
接触,~,实现
高耐压低损耗的目的.
本文针对上述存在的问题和不足,提出用金属

Mo接触进行合理的高温退火,在不降低理想因子
和反向耐压特性的情况下,有效控制肖特基势垒高
~,成功研制出高耐压低损
耗Mo/
件击穿电压为3000V,
?cm,/.
%占空比情况下,SBD损耗密
度可用1(.,+.,)表示嘲,
其中,,.,和2肖特基接触制作工艺
.,分别表示反向耐压,正向导通压降,反向漏电流

额定和.,一定时,要使SBD功率损耗低就必须
严格控制和.,,而和.,恰好是由决定.
*高校青年教师科研基金资助项目
:******@
,2006-11-18定稿
实验中使用的材料是从美国CREE公司购买
的nn型总厚度为350tzm的4H—SiC半导体材料,
?cm,n型外延层
厚度为10/zm,×10cm~.
⑥2007中国电子学会
半导体第28卷
依据现有的条件,结合Mo肖特基接触结构特
点,本文采用的平面试制工艺主要包括如下几道主
要程序:(1);(2)有源区掺***
氧化(SiO厚度为400nm);(3)去掉样片衬底面(背
面)氧化层;(4)在高真空(5×10I5Pa)炉中,将衬底
,再在高真空
高温(920℃)下退火,形成良好欧姆接触;(5)光刻有
源区掺***氧化层,射频溅射110nm厚的金属Mo;