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碳化硅功率半導體器件中的肖特基接觸

2018-09-28

  在功率半導體器件制造中通常使用的

  金屬-半導體接觸

  有肖特基接觸和歐姆接觸兩種。

  金屬-半導體接觸的質量

  對于器件性能起著至關重要的作用。

  由于半導體材料的逸出功小于金屬材料,當金屬與半導體材料接觸時,半導體材料中的電子能夠掙脫電子核的束縛流入金屬,從而在半導體材料表面形成一個由帶正電的離子組成的空間電荷區(qū)。與PN結類似,正是由于空間電荷區(qū)勢壘的存在使得肖特基結具有整流特性。

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  除了應用在各種功率器件以及電路中,肖特基接觸還可以當做測試工具來用于研究金屬-半導體系統(tǒng)中的體缺陷以及表面特性。

  理想因子n被定義用來評估勢壘區(qū)的缺陷以及表面特性。

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  當n=1時,表示勢壘區(qū)無缺陷,沒有復合中心存在,載流子幾乎不發(fā)生復合,正向電流以擴散電流為主,復合電流為零;當n=2時,表示勢壘區(qū)缺陷極多,載流子以復合運動為主,幾乎沒有擴散運動,正向電流只有復合電流。實際上,一般情況下,n的值介于1和2之間,n的值越接近2,就表示勢壘區(qū)的缺陷越多。因此,正向肖特基結常被用于研究半導體材料表面缺陷。

  在實際測試過程中,我們通過結的正向I-V特性曲線來計算理想因子的值。

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  理論上來說,測試時只要知道位于對數(shù)曲線線性區(qū)的兩點對應的電壓和電流的值就可以計算出該結對應的區(qū)域的理想因子。

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  分母的值必然小于38.46,當分母值越接近38.46時,n值越接近1表示該區(qū)域包含的缺陷越少。

  下圖為揚杰科技生產的碳化硅肖特基勢壘二極管的正向I-V特性曲線。


  根據測試所得數(shù)據,計算n值約為1.09,接近理想值1,可以判斷該區(qū)域外延材料缺陷較少。


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