Формирование контактно-барьерных структур для диодов Шоттки и управление их параметрами

Формирование контактно-барьерных структур для диодов Шоттки и управление их параметрами

ДИОДЫ ШОТТКИ, ВЫСОТА БАРЬЕРА, СИЛИЦ ТИТАНА, СИЛИЦИД НИКЕЛЯ, СИЛИЦИД НИКЕЛЯ, СИЛИЦИД ХРОМА, ВОЛЬАМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕИСТИКИ, МОДЕЛИРОВАНИЕ

        Объектом исследования являются электрофизические и контактно-барьерные свойства переходных слоев силицидов на основе титана, никеля, хрома и сплава никель-платина-ванадий.

        Цель работы – разработка методов формирования контактно-барьерных структур тренч-МОП диодов Шоттки с субмикронными топологическими нормами, включая разработку физико-технологических методов управления электрофизическими характеристиками диодных структур с улучшенными электрическими параметрами и их физических моделей.

В процессе работы методами анализа вольтамперных характеристик диодных структур, четырехзондовым методом измерения поверхностного сопротивления и растровой электронной микроскопии, установлены закономерности изменений электрофизических свойств переходных слоев силицидов титана, никеля, хрома и сплава Ni-Pt-V на кремнии от условий их формирования быстрой термообработкой в режиме теплового баланса, что позволило разработать технологии формирования контактно-барьерных структур для диодов Шоттки с высотой барьера от 0,55 до 0,71 В.

Разработана физико-топологическая модель тренч-МОП диодов Шоттки, прогнозирующая прямые и обратные вольтамперные характеристики, отличающаяся повышенной точностью, позволяющая проводить оптимизацию конструктивно-топологических параметров тренч-МОП диодов Шоттки с учетом параметров их контактно-барьерных структур.

Разработанные технологии формирования контактно-барьерных структур и физико-топологическая модель позволяют создавать диоды Шоттки с заданными электрическими параметрами в широком диапазоне значений.

Результаты исследований могут быть рекомендованы к использованию организациями, занимающимися разработкой и производством элементной компонентной базы изделий силовой электроники.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Методики подготовки образцов и исследований их свойств

1.1 Формирование контактно-барьерных структур

1.2 Исследование электрофизических свойств контактно-барьерных структур

2 Формирование контактно-барьерных структур для диодов Шоттки и управление их параметрами

2.1 Контактно-барьерные структуры на основе силицида титана

2.2 Контактно-барьерные структуры на основе силицида никеля

2.3 Контактно-барьерные структуры на основе силицида хрома

2.4 Контактно-барьерные структуры на основе сплава Ni-Pt-V

3 Моделирование вольтамперных характеристик тренч-МОП диодов Шоттки

3.1 Моделирование прямой ветви ВАХ

3.2 Моделирование обратной ветви ВАХ

3.3 Сравнение с экспериментальными результатами

Заключение

Список использованных источников

Введение

        Одним из перспективных классов дискретных полупроводниковых приборов для силовой электроники являются диоды Шоттки, основанные на использовании свойств выпрямляющего контакта металл – полупроводник. Широкое применение диодов Шоттки в приемной, преобразующей и передающей электронной аппаратуре предопределяют такие фундаментальные преимущества над диодами на основе p-n перехода как меньшее падение прямого напряжения при одинаковой плотности тока и отсутствие неосновных носителей, что делает их более энергоэффективными и быстродействующими.

        Тренч-МОП диоды Шоттки на сегодняшний день являются наиболее продвинутым и самым востребованным на рынке электронной компонентной базы силовой электроники классом выпрямителей на основе диодов Шоттки, который обеспечивает наилучший компромисс между требованиями к электрическим параметрам при прямом и обратном включении. В отличие от классической структуры силового диода Шоттки с охранным кольцом электрические параметры тренч-МОП диодов Шоттки определяются не только контактно-барьерными свойствами металлизации анода, но и конструктивно-топологическими параметрами структуры, что усложняет поиск оптимальных решений при создании новых структур тренч-МОП диодов Шоттки с заданными электрическими параметрами.