SiC基SBD器件实验用光刻版
碳化硅功率器件中的金属半导体接触工艺研究
特基二极管势垒金属的研究也有大量报道[1]。事实
要集中于4~5eV之间，所以很难找到合适功函数的
上，对于非重掺杂的碳化硅材料，即使未经历高温
金属作为碳化硅的欧姆接触金属，特别是在P型碳
合金化过程，大部分金属都能与其自然形成肖特基
化硅上。
接触。镍金属由于势垒高度最大，反向漏电流最
目前碳化硅的欧姆接触特性主要是利用隧道效
大功率领域，碳化硅（Silicon Carbide，SiC）材料凭 传统硅工艺有很大不同。
借其宽禁带、高热导率、耐高压的特性，展现了巨
本文分析各种工艺条件开发历程及目前存在的
大的性能优势。但碳化硅作为化合物半导体材料， 问题，并提出未来在量产工艺中的优化方向。
其自身材料特性也与传统硅材料有很大不同，简单 1 碳化硅肖特基接触
近几年报道的碳化硅JMOS结构则更为特殊[5]， 其使用了所有碳化硅金半接触工艺，如图1所示，在 传统MOS结构的P基区之间，加入了肖特基结以取 代MOS结构的体二极管。需要指出的是由于肖特基 接触和欧姆接触的最佳烧结温度不同，设计工艺流 程时需要保证低温工艺在后，高温工艺在前。表2列 举了主要碳化硅功率器件使用的金半接触工艺。 3 结语
Silicon Carbide Technology:Growth, Characterization,Devices,and Applications[M].John Wiley & Sons, Singapore Pte.Ltd.,2014. [2] D.Perrone,M.Naretto,S.Ferrero,L. Scaltrito,C.F.Pirri.4H-SiC Schottky Barrier Diodes Using Mo-,Ti- and NiBased Contacts[J].Materials Science Forum,2009,615-617:647-650. [3] A.V.Kuchuk,et al,Ni-Based Ohmic Contacts to n-Type 4H-SiC:The Formation Mechanism and Thermal Stability[J]. Advances in Condensed Matter Physics,2016,26:9273702. [4] F.Roccaforte, Via,Vito Raineri. Ohmic contacts to SiC[J].International Journal of High Speed Electronics and Systems,2006(06). [5] FJ Hsu,CT Yen,CC Hung,HT Hung,PJ Chuang. High Efficiency High Reliability SiC MOSFET with Monolithically Integrated Schottky Rectifier[C]. 29th International Symposium on Power Semiconductor Devices and IC's (ISPSD), 2017.
SICSBD制造流程
SICSBD制造流程SIC(Silicon carbide)是一种广泛用于制造高性能陶瓷材料的化合物材料。
它具有高硬度、高抗腐蚀性和高温稳定性等特点，被广泛应用于磨料、耐火材料、电子材料和化学材料等领域。
在SIC SBD(Siliconcarbide Schottky Barrier Diode)的制造过程中，通常包括以下几个主要的步骤：1.衬底制备：选择适当的衬底材料，例如硅、蓝宝石等。
对衬底进行化学清洗以去除表面杂质和污染物，并进行机械抛光，使其表面光滑。
2. 气相沉积(Vapor Deposition)：通过化学气相沉积(CVD, Chemical Vapor Deposition)方法，在衬底表面沉积一层薄的SIC膜。
这一步骤通常采用低压CVD或气相外延方法。
3. 焙烧(Sintering)：将衬底放入高温炉中，在适当的温度下进行焙烧处理。
这个步骤有助于使SIC膜和衬底之间更好地结合，提高SIC SBD的性能和稳定性。
4. 光刻(Lithography)：利用光刻技术将所需的电路图案转移到SIC膜上。
首先，在SIC膜表面涂覆一层光刻胶，然后通过暴光和显影等步骤，形成所需的电路图案。
5. 金属沉积(Metal Deposition)：在SIC膜上进行金属沉积，例如铝、金或其他导电金属。
这个步骤用于构造SBD的电极。
6. 退火(Annealing)：将制作完的器件放入退火炉中，在适当的温度下进行退火处理。
这一步骤有助于提高电极与SIC之间的接触性能和电流传输性能。
7. 封装(Packaging)：将制作好的SIC SBD封装到适当的封装盒中，保护器件免受外界环境的损害。
上述是SICSBD的主要制造流程，其中的不同步骤可能还会包括其他的细节处理，具体的制造过程可能会因制造商、设备和工艺流程的不同而有所变化。
随着技术的不断发展，SICSBD的制造工艺也在不断改进和优化，以提高器件的性能和可靠性。
SIC_SBD制造流程
SIC SBD制造流程
SICSBD是一种先进的半导体制造技术，主要用于制造集成电路和多层硅片产品，该技术为用户提供高质量的产品。
SIC SBD的制造流程也被称为硅片芯片引线（Silicon Chip Interconnects）制造。
SIC SBD的制造首先要求使用高精度的激光设备进行图案切割，以确定硅片表面的轮廓尺寸，以及多层硅片之间的连续性。
然后，硅片和钻石片之间要进行焊接，硅片片上的粘合剂层将钻石片和硅片片材保持在一起。
接着，采用电镀技术涂层电镀膜的工艺，将硅片和钻石片之间的连接点保护起来，并且确保其氧化物层的稳定性和光学性质。
之后，钻石片会被切割为更小的尺寸，以适应更小的空间要求。
然后，采用抛光技术，使硅片和钻石片片上的所有表面完全光滑无瑕疵。
在此之后，再用电镀技术将膜层涂装到硅片表面，以保护其表面以及硅片和钻石片之间的接合点。
最后，在温度和压力的控制下，硅片和钻石片之间的接合点将会通过一种特殊的热压蒸发器将SIC SBD膜层完美接合在一起。
这样，硅片和钻石片之间的接合点就会达到最佳的耐久性和稳定性，从而能够为用户提供优质的产品。
总的来说，SIC SBD制造流程非常复杂，但是这一技术的发展也将带来广泛的造福，为用户提供有竞争力的高质量和高性能的电子产品。
SIC SBD的制造流程也能够大大提高产品的可靠性，提高
工作效率，缩短交货时间，减少生产成本，为用户提供更高的利润空间。
因此，SIC SBD制造流程已经成为当今半导体制造行业的主要技术之一，各大电子公司都采用这一技术来提供高质量、高性能、高可靠性的产品，以满足用户的需求，达到更加可持续的发展。
4H-SiC功率肖特基势垒二极管(SBD)和结型势垒肖特基(JBS)二极管的研究
4H-SiC功率肖特基势垒二极管（SBD）和结型势垒肖特基（JBS）二极管的研究4H-SiC功率肖特基势垒二极管（SBD）和结型势垒肖特基（JBS）二极管的研究引言：在现代电子设备中，功率器件的需求越来越高。
功率器件的研究和探索是提高电力传输效率和减少功率损耗的关键。
作为一种新型的功率器件，4H-SiC肖特基势垒二极管（SBD）和结型势垒肖特基（JBS）二极管已经引起了广泛关注。
本文将对这两种器件的研究进行探讨和分析。
1. 4H-SiC SBD器件的研究1.1 SiC的特性硅碳化物（SiC）是一种宽禁带半导体材料，具有优异的物理和化学性质。
相对于传统的硅（Si）材料，SiC具有更高的电场饱和速度、更高的击穿电压和更好的热导性能。
这些特性使得SiC成为功率器件研究的热点。
1.2 4H-SiC SBD的结构和特点4H-SiC SBD器件由p-n结组成，其中p型区域具有较低的掺杂浓度，n型区域具有较高的掺杂浓度。
这种结构使得4H-SiC SBD器件具有较低的反向漏电流和较短的开关时间。
研究表明，4H-SiC SBD器件能够在高温下工作，具有较低的导通压降和较高的散热能力。
2. 4H-SiC JBS器件的研究2.1 JBS器件的结构和特点结型势垒肖特基（JBS）二极管是在SBD的基础上发展而来的新型器件。
JBS器件在SBD的基础上引入了金属-半导体结（M-S）以增强电压承受能力和抑制反向漏电流。
JBS器件的结构相对复杂，但具有较低的开关损耗和较高的可靠性。
研究表明，JBS器件在高压应用中具有较大的优势。
3. 4H-SiC SBD和JBS器件的比较3.1 性能比较研究表明，4H-SiC JBS器件相比于4H-SiC SBD器件具有更低的反向漏电流、更高的开关速度和更低的开关损耗。
这些优势使得JBS器件在高频和高压应用中具有潜在的应用前景。
3.2 制造工艺比较相对于SBD器件，JBS器件的制造工艺更为复杂，成本也较高。
新型4H-SiC肖特基二极管的仿真与分析
新型4H-SiC肖特基二极管的仿真与分析李俊楠;战可涛【摘要】A novel structure for a 4H-SiC Schottky barrier diode (SBD) with an inclined plane and field rings has been proposed. The silvaco computer aided design (TCAD) software, which is based on semiconductor theory, has been used to simulate the structures of the new 4H-SiC SBD and a 4H-SiC SBD with the conventional structure and the electric V-I characteristics, the breakdown voltage and heat distribution of the 4H-SiC SBD devices with different structures were compared. The new 4H-SiC SBD had a significantly better performance in terms of electric V-I characteristics and heat distribution in devices, and had a breakdown voltage of 2300 V.%设计了斜面结构碳化硅肖特基二极管(4H-SiC SBD)并且在器件中加入场环结构,通过基于半导体物理理论的计算机辅助设计软件( Silvaco-TCAD)分析计算了常规结构和新结构SiC -SBD器件的V-I特性、击穿电压、温度热学分布.对比计算结果,可知新结构SiC-SBD器件击穿电压提高至2300V,导通电阻减小,温度热学分布明显优于常规结构SiC-SBD器件.【期刊名称】《北京化工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(039)004【总页数】5页(P117-121)【关键词】4H-SiC;肖特基二极管;击穿电压;V-I特性【作者】李俊楠;战可涛【作者单位】北京化工大学理学院,北京100029;北京化工大学理学院,北京100029【正文语种】中文【中图分类】TN386随着电力电子和智能电网行业的发展，对大功率半导体器件的性能指标要求越来越高。
碳化硅sbd规格书导读
碳化硅sbd规格书导读一、引言随着科技的不断发展，碳化硅器件在全球市场上越来越受到关注。
碳化硅肖特基二极管（SBD）作为一种新型半导体材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
本文将为大家详细解读碳化硅SBD规格书，帮助大家更好地了解这一产品。
二、碳化硅SBD简介1.碳化硅材料特点碳化硅（SiC）作为一种宽禁带半导体材料，具有高热导率、高击穿电压、高抗氧化性、高抗辐射能力等优点。
这些特性使得碳化硅器件在高温、高功率、高压等环境下具有优越的性能。
2.SBD结构和工作原理碳化硅SBD的结构主要包括P型碳化硅基片、N型碳化硅缓冲层、P型掺杂层和N型掺杂层。
它的工作原理是利用P型和N型掺杂层之间的PN结，实现电子和空穴的快速复合，从而减小漏极电流。
三、碳化硅SBD规格书主要内容1.参数分类碳化硅SBD规格书主要包括以下几类参数：（1）电气特性：包括正向电压、反向电压、漏极电流、开关速度等。
（2）热特性：包括热阻、热容等。
（3）辐射特性：包括辐射敏感度、抗辐射能力等。
（4）结构参数：包括芯片尺寸、封装尺寸等。
2.参数解读在此部分，我们将详细解读碳化硅SBD的各项参数，以帮助大家更好地理解产品性能。
3.应用场景碳化硅SBD广泛应用于以下场景：（1）电源管理：如开关电源、整流器、逆变器等。
（2）电动汽车：如电机控制器、充电器等。
（3）工业控制：如变频器、传感器等。
四、碳化硅SBD在电子行业的应用1.电源管理碳化硅SBD的高开关速度和低导通电阻使得电源系统能够实现更高的工作频率和更低的损耗，从而提高整体效率。
2.电动汽车碳化硅SBD在电动汽车领域具有广泛的应用，如电机控制器、充电器等。
其高耐压、高电流能力以及优越的温度特性，使得电动汽车的性能得到大幅提升。
3.工业控制碳化硅SBD在工业控制领域也有广泛应用，如变频器、传感器等。
其高抗辐射能力和高可靠性，使得设备在恶劣环境下仍能保持稳定运行。
五、碳化硅SBD的未来发展趋势随着碳化硅材料制备技术的不断进步，碳化硅SBD的成本将逐渐降低，性能将进一步提升。
碳化硅sbd规格书导读
碳化硅sbd规格书导读摘要：1.碳化硅SBD 简介2.碳化硅SBD 的分类和性能参数3.碳化硅SBD 的应用领域4.碳化硅SBD 的制造工艺5.碳化硅SBD 的发展趋势和前景正文：碳化硅SBD（Silicon Carbide Schottky Barrier Diode）是一种采用碳化硅材料制成的肖特基势垒二极管，具有很高的开关速度、低导通电阻、高耐压等优异性能。
在新能源、电动汽车、工业控制、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
1.碳化硅SBD 简介碳化硅SBD 是一种半导体器件，具有正向电压降小、反向漏电流小、快速开关等特性。
它主要由N 型碳化硅、P 型碳化硅和金属肖特基接触层组成。
在正向导通时，N 型碳化硅与P 型碳化硅之间的势垒较低，电流可以顺利通过；而在反向截止时，肖特基接触层能够阻止电流通过，从而实现整流功能。
2.碳化硅SBD 的分类和性能参数碳化硅SBD 根据封装形式和额定电压可分为多种类型，如TO-220、TO-251、TO-257 等。
性能参数主要包括正向电压降、反向漏电流、正向导通电阻、反向阻断电压、开关速度等。
这些参数影响了碳化硅SBD 的整流、开关和导通性能。
3.碳化硅SBD 的应用领域碳化硅SBD 广泛应用于高压、高频、高温等场景。
例如，在太阳能逆变器、电动汽车充电桩、工业电源、航空航天等领域，碳化硅SBD 可以实现高效、可靠、小型化的电源管理。
4.碳化硅SBD 的制造工艺碳化硅SBD 的制造工艺主要包括碳化硅晶圆制备、芯片加工、金属化、封装等步骤。
其中，碳化硅晶圆制备是关键环节，它涉及到碳化硅粉末合成、晶体生长、晶圆加工等工艺。
芯片加工则包括切片、清洗、抛光、溅射、光刻等流程，以形成N 型、P 型碳化硅层和肖特基接触层。
5.碳化硅SBD 的发展趋势和前景随着碳化硅材料制备技术和器件制造工艺的不断进步，碳化硅SBD 的性能逐渐优化，应用领域也在不断拓展。
未来，碳化硅SBD 将在新能源、电动汽车、工业控制、航空航天等领域发挥更大的作用，推动绿色低碳经济的发展。
sic sbd工艺流程
sic sbd工艺流程Sic SBD (Silicon Carbide Schottky Barrier Diode) 是一种应用于高压、高频率和高温环境的半导体器件。
它在功率电子设备中具有独特的优势，如低导通损耗、高温稳定性和快速开关速度。
下面将介绍Sic SBD的工艺流程。
首先，制备Sic基片。
Sic基片是制造Sic SBD的基础材料，具有优异的热导率和机械强度。
Sic基片的制备通常采用化学气相沉积(CVD)技术，将硅和碳源在高温环境下反应生成Sic晶体。
经过多次反复的沉积和退火处理，得到高质量的Sic基片。
接下来，进行晶体生长。
晶体生长是制备Sic SBD的关键步骤，它决定了晶体的质量和性能。
晶体生长通常采用物相外延法，即在Sic基片上沉积一层稀释剂，如三氮化硼。
通过高温热解，将硅和碳源转化为气相，然后在Sic基片上重新结晶生长。
通过控制生长参数，如温度、气氛和生长时间等，可以得到具有优良晶体质量的Sic层。
在晶体生长完成后，需要进行晶圆加工。
晶圆加工包括前端加工和后端加工两个部分。
前端加工主要是通过光刻、腐蚀和沉积等工艺，将Sic晶圆分成多个小芯片，并形成器件的结构和引线的电极。
后端加工主要是通过金属蒸镀、焊接和封装等工艺，将Sic芯片与其他器件进行连接，并保护芯片免受外部环境的损害。
接下来，进行测试和品质控制。
测试是确保Sic SBD 符合规格要求的重要环节。
通过电学测试，测量器件的电流-电压特性、开关速度和温度特性等，以确保其良好的工作性能。
此外，还需要进行可靠性测试，以评估器件的寿命和可靠性。
最后，进行封装和成品测试。
封装是将Sic SBD芯片封装成完整的器件的过程，确保其在现实应用中能够正常工作。
成品测试是对封装好的器件进行最终的品质检验，确保其满足规格要求和可靠性标准。
总结来说，Sic SBD的工艺流程包括Sic基片制备、晶体生长、晶圆加工、测试和品质控制、封装和成品测试等多个环节。
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1.目的
SiC基1700V电压等级SBD器件开发研究。
2.适用范围
本SiC SBD器件用光刻版为电力电子事业部SiC项目组1700V SBD器件设计研发实验版图。
适用于1700V SBD器件开发研究。
适用于SUSS MA6型光刻机。
3.版图设计
3.1版图整体布局说明及光刻版的总体介绍
1700V SBD器件版图使用L-edit绘图工具绘制。
共由七层版图组成，包括：标记层（mark）、离子注入层（pbase）、终端刻蚀层（mesa）、肖特基金属层（schottky）、钝化介质层（passivation），、金属加厚层（metal），和PI保护层（PI）。
在5inch光刻版中共排布11×10个单胞。
单胞中包含2个25安培电流等级SBD器件主芯片，4个5安培电流等级SBD器件副芯片，5个有源区测试结构和17个结终端测试结构，以及标记、测试与工艺监控图形等。
光刻版掩膜名称为17SBD-13A。
17SBD表示1700V等级的SBD器件，13A表示2013年第一版。
光刻版基板材料石英，材料规格5009，光刻机型SUSS MA6，掩膜方向，无保护膜。
数据比例1:1，掩膜类别1:1，阵列步距X:9200，Y:10150，阵列数X:11，Y:10。
套版顺序11←21←31←2←1←4←51（版图各层GDS码）。
3.1单胞布局
单胞尺寸：9200×10150μm2。
单胞顶部的2个器件是1700V、25安培SBD器件主芯片，中部的4个器件是1700V、5安培SBD器件副芯片，5个有源区测试结构和17个结终端测试结构在单胞的下部，单胞的右下角为标记、测试与工艺监控图形等。
图1为单胞布局图，图中尺寸单位为mm。
单胞外围的划片道线宽0.1mm，内部划片道线宽0.2 mm。
图1 单胞布局图
3.225安培SBD器件主芯片设计
2个25安培SBD器件主芯片，芯片总面积4.4mm×4.4mm，有源区面积3.95mm×3.95mm，终端区总宽度225μm。
芯片有源区与终端区设计结构如图2，25安培SBD器件设计图（一）所示。
芯片各层版图尺寸如图3，25安培SBD器件设计图（二）所示。
图2 25安培SBD器件设计图（一）
图3 25安培SBD器件设计图（二）
3.35安培SBD器件副芯片设计
4个5安培SBD器件副芯片，芯片总面积2.1mm×2.1mm，有源区面积1.65mm×1.65mm，终端区总宽度225μm。
芯片有源区与终端区设计结构如图4， 5安培SBD器件设计图（一）所示。
芯片各层版图尺寸如图5，5安培SBD器件设计图（二）所示。
图4 5安培SBD器件设计图（一）
图5 5安培SBD器件设计图（二）
3.4有源区与终端测试结构设计
5个有源区测试结构和17个结终端测试结构，芯片总面积0.95mm×0.95mm，有源区面积0.5mm×0.5mm，终端区总宽度225μm。
芯片有源区与终端区设计结构如图6，有源区与终端测试结构设计所示。
图6 有源区与终端测试结构设计
3.5测试与监控图形
3.6.1 金半接触测试结构
图7是金属-半导体接触测试结构。
此测试结构用来测试碳化硅外延片P型区与金属是否形成欧姆接触，碳化硅外延片N型区与金属是否形成肖特基接触。
欧姆接触测试结构尺寸0.95mm×0.540mm。
肖特基测试结构尺寸直径0.1mm.
图7 金半接触测试结构：左（欧姆接触测试结构），右（肖特基测试结构）
3.6.2 离子注入测试结构
图8是离子注入测试结构。
尺寸面积1.87mm×0.46mm。
此测试结构用来监控C保护膜保护效果和终端刻蚀。
每个离子注入区长度460μm，宽度15μm，间隔20μm。
图8 离子注入测试结构
3.6.3 工艺监控图形
图9是本光刻版的工艺监控图形，用来监控光刻工艺。
图中尺寸单位：μm。
图9 监控图形：左（PI保护光刻版监控图形），右（PI保护光刻版以外的监控图形）
3.6对准标记
此光刻版共设计了两组对准标记，行成互补形式，如图10所示。
阿拉伯数字1~7表示光刻版的套版次序。
数字1代表标记版，是版图的基准掩膜版。
第一套对准标记（上部）每层版相对于基准掩膜版内缩3μm。
第二套对准标记（下部）每层版相对于基准掩膜版外扩3μm。
图10 对准标记
4.光刻版信息及单原胞版图
4.1光刻版编码标准
表1是SiC器件编码标准，此标准是根据电力电子事业部光刻版型号编码方法结合SiC器件自身特点修订而成。
表1 SiC器件编码标准
4.21700V SBD器件光刻版制版信息。
表2是1700V碳化硅SBD器件制版信息。
表中设计CD是指客户设计数据中需要测量的最小宽度（线条或间隔）。
数据区黑白是指该层掩模GDS数据填充区透光（白，Clear）/不透光（黑，Dark）。
测试图形公差：对于目标尺寸所能容忍的最大误差（±）；目标尺寸：CD测试条设计数据按客户要求涨缩后的宽度；大小：该层掩模所允许的最大缺
陷尺寸；密度：该层掩模所允许的最大缺陷密度，单位（个/inch2）；套准精度：该层掩模与上一个工艺层套刻所允许的最大偏差。
4.3单原胞版图
图11至图18是1700V碳化硅SBD器件、5个有源区测试结构、17个结终端测试结构，以及标记、测试与工艺监控图形各层版图。
图11 单个原胞整体版图Cell0
图12 标记版（mark），打印版号M5DSCR101A
图13 离子注入版（pbase），打印版号M5DSCR201A
图14 终端刻蚀（mesa），打印版号为M5DSCR301A
图15 肖特基金属（schottky），打印版号M5DSCR401A
图16 钝化介质（passivation），打印版号M5DSCR501A
图17 金属加厚（metal），打印版号M5DSCR601A
图18 PI保护层（PI），打印版号M5DSCR701A。