基于4H-SIC的緩變基區(qū)BJT外延工藝研究.pdf

1、外延生長(zhǎng)是制作4H-SiC器件的關(guān)鍵工藝之一，外延層的質(zhì)量直接決定了器件的性能。本文研究了4H-SiC外延生長(zhǎng)與BJT器件特性的關(guān)系，設(shè)計(jì)和優(yōu)化了相應(yīng)BJT器件的外延生長(zhǎng)工藝。
　　 首先采用Sentaurus軟件對(duì)4H-SiC BJT器件進(jìn)行了仿真研究。通過(guò)軟件仿真和與現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較，對(duì)4H-SiC材料的模型及參數(shù)進(jìn)行了校正，其后選擇合適的參數(shù)，仿真緩變基區(qū)BJT器件的特性，并與基區(qū)均勻摻雜的BJT對(duì)比，結(jié)果表明基區(qū)緩變

2、對(duì)器件的電流增益，截止頻率都有明顯的提升，但會(huì)導(dǎo)致Early Voltage降低?；谶@一結(jié)論，本文設(shè)計(jì)了一種基區(qū)雙層緩變摻雜的BJT摻雜分布。
　　 然后設(shè)計(jì)了相應(yīng)的緩變基區(qū)BJT的外延生長(zhǎng)工藝步驟。工藝研究從CVD原理開(kāi)始，詳細(xì)闡述了生長(zhǎng)參數(shù)對(duì)碳化硅外延層的質(zhì)量和生長(zhǎng)速率的影響，并總結(jié)了現(xiàn)在外延層生長(zhǎng)中遇到的主要缺陷，如深能級(jí)缺陷、三角缺陷、基面位錯(cuò)等。通過(guò)分析外延層中缺陷的產(chǎn)生機(jī)理，對(duì)其后的外延生長(zhǎng)提供指導(dǎo)。在詳細(xì)的介紹了

3、外延設(shè)備(VP508)的摻雜濃度控制方法之后，本文給出了控制BJT摻雜濃度的工藝參數(shù)，并設(shè)計(jì)了BJT的外延片的生長(zhǎng)工藝流程。
　　 最后為外延片的表征測(cè)試。光學(xué)顯微鏡下沒(méi)有觀察到明顯的形貌缺陷，表明外延層的表面良好，原子力顯微鏡測(cè)得表面平坦，表面粗糙度均方根為0.207nm；Raman和X衍射光譜分析分析表明生長(zhǎng)的外延層的結(jié)晶質(zhì)量良好，無(wú)其它晶型，但外延層中存在較多缺陷；SIMS測(cè)試表明外延片的摻雜和各層的厚度滿足預(yù)期要求，適用