美國(guó)紐約州立大學(xué)理工學(xué)院(SUNY Poly)的兩名研究人員聲稱(chēng)4H多型碳化硅(SiC)側(cè)向金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)具有創(chuàng)紀(jì)錄的性能。特別是柵漏間距為2.5μm的0.3μm溝道器件可實(shí)現(xiàn)7.7mΩ-cm2的比導(dǎo)通電阻和450V擊穿。
兩名研究人員設(shè)計(jì)了各種尺寸不同的MOSFET,襯底具有6μm重?fù)诫sn+漂移層。高溫氮離子注入產(chǎn)生了n+源和溝道終止區(qū)。激活摻雜后實(shí)現(xiàn)柵極絕緣,再對(duì)柵極氧化物進(jìn)行圖案化,施加層間電介質(zhì)(ILD)。然后使用鎳進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)硅化物晶體管的形成工藝。隨后進(jìn)行900°C或1000°C的快速熱退火(RTA)。較高的溫度導(dǎo)致較低的接觸電阻。通過(guò)4μm的鋁沉積以及氮化物/聚酰亞胺正面鈍化來(lái)完成器件制造。
該設(shè)備的橫向布局由多個(gè)以源極或漏極為中心的叉指組成。以減輕外圍P+區(qū)域的電場(chǎng)擁擠并擴(kuò)展水平耗盡層,以達(dá)到器件的指定擊穿電壓。
以源為中心的方法在沒(méi)有邊緣端接的情況下實(shí)現(xiàn)了100V的600V阻斷電壓。相比之下,在以漏極為中心的器件中,這種阻塞僅限于280V。與室溫(25°C)相比,高溫下器件的導(dǎo)通電阻降低。最低溫度為125°C,但在最高200°C的范圍內(nèi),導(dǎo)通電阻仍低于室溫。RON從125°C起上升,sp可能是由于其他高溫電阻的控制。
通常,這些器件的柵漏距離為5μm。一個(gè)以源極為中心的器件,柵漏極間距較小,為2.5μm,溝道長(zhǎng)度為0.3μm,仍然可以實(shí)現(xiàn)合理的450V擊穿電壓,最低的RON為7.7mΩ-cm2。450V對(duì)應(yīng)于180V/μm的阻斷,而5μm柵漏器件(0.5μm通道)的阻斷電壓為120V/μm。
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