科技成果

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成果名称: 第三代半导体碳化硅基高压大功率器件的关键技术研究

成果登记号: 9612022Y1921

第一完成单位: 西安电子科技大学

联 系 人: 李鹏

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 电子信息

应用行业: 信息传输、软件和信息技术服务业

学科分类: 半导体器件与技术(510.3030)

应用状态: 产业化应用

完成人: 何晓宁,宋庆文,张艺蒙,元磊,袁昊,陈晓炜,连芩

成果简介:

  (1)完成了高可靠性、高稳定性的终端结构的设计,仿真研究了场限环终端(FLRs)不同结构对于器件反向阻断特性的影响,并通过对比均匀分布FLRs与非均匀FLRs不同结构参数下的电场分布变化,分析了FLRs首环间距S1,环数Nr,场限环间距S,以及环宽Wr等因素对器件击穿特性的影响,最终得到拥有高终端结构效率的FLRs结构。
    (2)完成芯片关键加工工艺技术完成了器件制备过程的关键工艺技术,主要涉及的有欧姆接触开发工艺、肖特基接触开发工艺以及高温离子注入开发工艺,针对几项工艺展开实验研究。针对高压器件中存在的多次注入,杂质之间相互补偿、相互影响的特点,分析激活过程中所需的外在热力学条件,分析各种因素所起的不同作用,建立经验模型,结合理论研究的结果进行修正,优化工艺条件。
    (3)完成研制高压SiC功率器件芯片样品试制确定包括掺杂浓度、钝化膜厚度、刻蚀角度、终端结构等,设计工艺流程,制定器件工艺制备方案,利用L-Edit设计版图;完成设计器件制备全套工艺流程,在解决关键工艺的基础上,对单项工艺的宽容度、可靠性、兼容性进行深入研究,在完成各单项工艺模块的整合和优化的基础上,建立完整工艺流程,并通过实际的流片予以验证,实现项目指标要求。
    目标完成情况:通过对器件的外延结构、终端结构,正向压降及特征导通电阻等参数的设计,达到本项目的研制目标:
    (1)研制出高压碳化硅基JBS功率二极管样品(1200V 3300V级)器件达到反向额定击穿电压时漏电流小于100μA;
    (2)完成碳化硅基JBS功率二极管关键技术科技报告1份;
    (3)国内外重要刊物发表SCI论文5篇,申请国家发明专利3项。