碳化硅器件工藝核心技術(shù)

譯者序
原書(shū)前言
作者簡(jiǎn)介
第1章 碳化硅表面清洗和腐蝕
1.1引言
1.2SiC的濕法化學(xué)清洗
1.2.1表面污染
1.2.2RCA、Piranha和HF清洗
1.3SiC的化學(xué)、電化學(xué)和熱腐蝕
1.3.1化學(xué)腐蝕
1.3.2電化學(xué)腐蝕
1.3.3熱腐蝕
1.4各種器件結(jié)構(gòu)中SiC腐蝕的前景
1.4.1用于白光LED的熒光SiC
1.4.2褶皺鏡
1.4.3用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的多孔SiC膜
1.4.4石墨烯納米帶
1.5總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第2章 碳化硅歐姆接觸工藝和表征
2.1引言
2.2歐姆接觸：定義、原理和對(duì)半導(dǎo)體參數(shù)的依賴性
2.3接觸電阻率測(cè)量的方法、極限和精度
2.3.1TLM測(cè)量接觸電阻率
2.3.2TLM約束
2.3.3TLM精度
2.3.4TLM測(cè)試結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算實(shí)例
2.4n型SiC歐姆接觸制備
2.4.1n型SiC的鎳基歐姆接觸
2.4.2硅化鎳歐姆接觸的實(shí)用技巧和工藝兼容性
2.4.3n型SiC的無(wú)鎳歐姆接觸
2.4.4注入n型SiC歐姆接觸的形成
2.5p型SiC的歐姆接觸
2.5.1p型SiC的Al基和Al/Ti基接觸
2.5.2制作p型SiC Al基和Al/Ti基接觸的實(shí)用技巧
2.5.3p型SiC歐姆接觸的其他金屬化方案
2.5.4重?fù)诫sp型SiC歐姆接觸
2.6歐姆接觸形成與SiC器件工藝的兼容性
2.6.1背面歐姆接觸的激光退火
2.7SiC歐姆接觸的保護(hù)和覆蓋
2.8結(jié)論
參考文獻(xiàn)
第3章 碳化硅肖特基接觸：物理、技術(shù)和應(yīng)用
3.1引言
3.2SiC肖特基接觸的基礎(chǔ)
3.2.1肖特基勢(shì)壘的形成
3.2.2肖特基勢(shì)壘高度的實(shí)驗(yàn)測(cè)定
3.2.3n型和p型SiC的肖特基勢(shì)壘
3.2.44H-SiC肖特基二極管的正反向特性
3.3SiC肖特基勢(shì)壘的不均勻性
3.3.1SBH不均勻性的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
3.3.2非均勻肖特基接觸建模
3.3.3肖特基勢(shì)壘納米級(jí)不均勻性的表征
3.4高壓SiC肖特基二極管技術(shù)
3.4.1肖特基勢(shì)壘二極管（SBD）
3.4.2結(jié)勢(shì)壘肖特基(JBS)二極管
3.4.3導(dǎo)通電阻(RON)和擊穿電壓(VB)之間的折中
3.4.44H-SiC肖特基二極管的邊緣終端結(jié)構(gòu)
3.4.5SiC異質(zhì)結(jié)二極管
3.5SiC肖特基二極管應(yīng)用示例
3.5.1在電力電子領(lǐng)域的應(yīng)用
3.5.2溫度傳感器
3.5.3UV探測(cè)器
3.6結(jié)論
參考文獻(xiàn)
第4章 碳化硅功率器件的現(xiàn)狀和前景
4.1引言
4.2材料和技術(shù)局限
4.2.1襯底和外延層
4.3器件類型和特性
4.3.1橫向溝道JFET
4.3.2垂直溝道JFET
4.3.3雙極SiC器件和BJT
4.3.4平面MOSFET（DMOSFET）
4.3.5溝槽MOSFET
4.4性能極限
4.4.1溝道遷移率
4.4.2溝槽MOSFET中的單元間距
4.5材料和技術(shù)曲線
4.5.1超結(jié)結(jié)構(gòu)
4.5.2使用其他WBG材料的垂直器件
4.6系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用
4.7SiC電子學(xué)的挑戰(zhàn)
4.8魯棒性和可靠性
4.8.1表面電場(chǎng)控制
4.8.2柵氧化層可靠性
4.8.3閾值電壓穩(wěn)定性
4.8.4短路能力
4.8.5功率循環(huán)
4.8.6高溫和潮濕環(huán)境下的直流存儲(chǔ)
4.9結(jié)論和預(yù)測(cè)
參考文獻(xiàn)
第5章 碳化硅發(fā)現(xiàn)、性能和技術(shù)的歷史概述
5.1引言
5.2SiC的發(fā)現(xiàn)
5.2.1Acheson工藝
5.2.2自然界中的SiC
5.3SiC材料性能
5.3.1SiC的化學(xué)鍵和晶體結(jié)構(gòu)
5.3.2SiC多型體的晶體結(jié)構(gòu)和符號(hào)
5.3.3SiC多型體的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)化和豐度
5.3.4SiC的化學(xué)物理性質(zhì)
5.3.5SiC的多型性和電性能
5.3.6SiC作為高溫電子材料
5.3.7SiC作為大功率電子材料
5.4早期無(wú)線電技術(shù)中的SiC
5.5SiC的電致發(fā)光
5.6SiC變阻器
5.7Lely晶圓
5.8SiC體單晶生長(zhǎng)
5.9SiC外延生長(zhǎng)
5.10SiC電子工業(yè)的興起
5.10.1Cree Research公司成立和第一款商用藍(lán)光LED
5.10.2工業(yè)SiC晶圓生長(zhǎng)
5.10.3SiC電力電子的前提條件和需求
5.10.44H-SiC多型體作為電力電子材料
5.10.54H-SiC單極功率器件
5.10.64H-SiC功率雙極器件的發(fā)展
5.10.7SiC車用電力電子器件的出現(xiàn)
5.11結(jié)論
參考文獻(xiàn)
第6章 碳化硅器件中的電介質(zhì)：技術(shù)與應(yīng)用
6.1引言
6.1.1界面俘獲電荷效應(yīng)及要求
6.1.2近界面陷阱效應(yīng)
6.1.3SiC MOS界面的要求
6.2SiC器件工藝中的電介質(zhì)
6.2.1SiC器件中的二氧化硅
6.2.2SiC器件中的氮化硅
6.2.3SiC器件中的高κ介質(zhì)
6.3SiC器件工藝中使用的介質(zhì)沉積方法
6.3.1SiC上電介質(zhì)的等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積
6.3.2使用TEOS沉積氧化硅薄膜
6.3.3SiC器件中柵介質(zhì)的原子層沉積
6.3.4SiC上沉積介質(zhì)的致密化
6.3.5沉積方法小結(jié)
6.4SiC熱氧化
6.4.1SiC氧化速率和改進(jìn)的Deal-Grove模型
6.4.2SiC熱氧化過(guò)程中引入的界面陷阱
6.4.3高溫氧化
6.4.4低溫氧化
6.4.5氧化后退火
6.4.6熱氧化結(jié)論
6.5其他提高溝道遷移率的方法
6.5.1鈉增強(qiáng)氧化
6.5.2反摻雜溝道區(qū)
6.5.3替代SiC晶面
6.6表面鈍化
6.7總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第7章 碳化硅離子注入摻雜
7.1引言
7.2離子注入技術(shù)
7.2.1離子注入物理基礎(chǔ)
7.2.2離子注入技術(shù)基礎(chǔ)
7.3SiC離子注入的特性
7.3.1一般考慮
7.3.2SiC離子注入摻雜劑
7.3.3注入損傷
7.3.4熱注入
7.3.5注入后退火、激活和擴(kuò)散
7.3.6SiC器件要求
7.3.7其他SiC注入評(píng)論
7.4n型摻雜
7.4.1n-摻雜原子
7.4.2n型注入過(guò)程中的加熱
7.5p型摻雜
7.5.1p型摻雜劑
7.5.2P型摻雜原子的擴(kuò)散
7.5.3鋁摻雜
7.5.4加熱注入
7.6注入后退火
7.6.1快速熱退火
7.6.2超高溫常規(guī)退火（CA）和微波退火（MWA）
7.6.3激光退火
7.6.4其他技術(shù)
7.6.5鋁注入后退火的優(yōu)化
7.6.6表面粗糙度
7.6.7帽層
7.6.8電激活
7.7晶體質(zhì)