基于超结结构的肖特基势垒二极管

在功率半导体器件中,高的反向击穿电压和低的正向导通电阻之间的矛盾关系是影响其发展的主要因素之一,选用超结结构替代功率半导体器件中的传统电压支持层能够有效缓解这一矛盾关系。该文设计和实现了一种超结肖特基二极管,其中的电压支持层采用P柱和N柱交替构成的超结结构。在器件的制作方面,选用成熟的单步微电子工艺,通过4次N型外延和4次选择性P型掺杂来实现超结结构。为便于对比分析,设计传统肖特基二极管和超结肖特基二极管的电压支持层厚度一致,且超结结构中P柱和N柱的杂质浓度均和传统肖特基二极管的电压支持层浓度一致。测试得到传统肖特基二极管的反向击穿电压为110 V,而超结肖特基二极管的反向击穿电压为229 V。表明采用超结结构作为功率半导体器件的电压支持层能够有效提高反向击穿电压,同时降低器件的正向导通电阻,并且当P柱区和N柱区内的电荷量一致时器件的击穿电压最高。     

4H—SiC肖特基势垒二极管伏—安特性的解析模型

在分析4H－SiC肖特基势垒二极管正向电流势电子发射理论的基础上，计算了肖特基势垒高度φeff和串联电阻Ron，通过对反向电流各种输运机制的分析，提出了一种计算反向电流密度的理论模型，计算结果与帝验数据的比较表明，隧道效应是反应电流的主要输运机理。     

Ni/4H-SiC肖特基二极管高温特性研究

采用自行研制的工作在800℃的半导体器件高温测试装置，对Ni／4H-SiC肖特基二极管的伏安特性在常温297K至677K的温度范围内进行了测量，表明温度升高对正向特性的影响非常显著，而对较低偏置(30V以下)条件下的反向特性影响则比较小．对实验结果进行了比较分析，I-V特性测量说明镰4H-SiC肖特基二极管有较好的整流特性，在正向偏压条件下，热电子发射是其主要的输运机理，理想因子在297-677K的温度范围内从1．165增加到1．872，肖特基势垒高度的变化范围为0．916～2．117eV，正向导通电压为0．5V．     

Al/CuPc/Cu肖特基气敏二极管制备与特性

实验采用溅射和蒸发镀膜工艺,制备了一种新型的Al/CuPc/Cu三明治结构NO2气敏传感器.这种器件对NO2气体具有较高的敏感性,制备工艺简单,成本较低.通过研究其在NO2气体中电学特性的变化,来表征其敏感特性.研究结果表明,在10 ppm的NO2气体环境中,器件的正向电流明显增大.通过比较器件在空气和NO2气体中器件的肖特基势垒高度的变化,发现通入NO2气体50分钟后,CuPc/Al势垒高度降低了60 meV,正向整流电流增加77倍.     

Au/n-ZnO肖特基势垒特性的退火行为研究

报道了Au/n-ZnO形成的肖特基势垒经不同温度退火后其特性的变化.利用X射线衍射、扫描电子显微镜和扩展电阻测试对ZnO外延片的晶体质量和电学性能进行测试.采用集成电路标准工艺在ZnO外延层上制备了Si3N4隔离层及Au电极,并对该结构进行不同温度下的退火实验,分别测量其I-V特性.结果表明ZnO外延层具有高度C轴取向,表面光洁,平整,外延层与衬底之间有明显的过渡区.退火前后的样品在室温下的I-V测试结果表明,Au/n-ZnO具有明显的整流特性,其中673 K,1 min退火所得的反向漏电流仅为-0.017μA(-5V).     

n－GaAsTi／Mo／Ti／Au中肖特基势垒接触稳定性的研究

对Ｔｉ／Ｍｏ／Ｔｉ／Ａｕ作为栅金属的ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ进行了高温反偏（ＨＴＲＢ）、高压反偏（ＨＲＢ）、高温正向大电流（ＨＦＧＣ）、高温存贮（ＨＴＳ）４种不同的应力试验。通过ＨＲＢ，φｂ从０．６４ｅＶ减少到０．６２ｅＶ，理想因子ｎ略有增大，ＨＴＳ试验中φｂ从０．６７ｅＶ增加到０．６９ｅＶ。分析表明，这归因于界面氧化层的消失，以及Ｔｉ与ＧａＡｓ的反应；ＨＦＧＣ试验结果表明，其主要的失效模式为烧毁，同时，ＳＥＭ观察中也有电徙动及断栅现象发生。ＡＥＳ分析表明，应力试验后的样品，其肖特基势垒接触界面出现模糊，有明显的互扩散和反应发生。     

n－GaAsTi／Mo／Ti／Au中肖特基势垒接触稳定性的研究

对Ｔｉ／Ｍｏ／Ｔｉ／Ａｕ作为栅金属的ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ进行了高温反偏（ＨＴＲＢ）、高压反偏（ＨＲＢ）、高温正向大电流（ＨＦＧＣ）、高温存贮（ＨＴＳ）４种不同的应力试验。通过ＨＲＢ，φｂ从０．６４ｅＶ减少到０．６２ｅＶ，理想因子ｎ略有增大，ＨＴＳ试验中φｂ从０．６７ｅＶ增加到０．６９ｅＶ。分析表明，这归因于界面氧化层的消失，以及Ｔｉ与ＧａＡｓ的反应；ＨＦＧＣ试验结果表明，其主要的失效模式为烧毁，同时，ＳＥＭ观察中也有电徙动及断栅现象发生。ＡＥＳ分析表明，应力试验后的样品，其肖特基势垒接触界面出现模糊，有明显的互扩散和反应发生。     

Ni/AlGaN/GaN结构中肖特基势垒温度特性

通过I-V测量研究了AlGaN/GaN异质结构上的肖特基接触与温度的关系.在室温下肖特基势垒高度为0.75 eV,理想因子为2.06.温度升高,肖特基势垒高度增加,理想因子下降,主要原因是受异质结和二维电子气的影响.在正向电流为1 mA时,室温下的正向电压为1.65 V,从室温到300℃范围内正向电压的温度系数为-1.6 mV/℃.     

Al/ZnO/Ag肖特基二极管的制备与光电特性

以Si(111)为衬底,采用射频磁控溅射与高温退火工艺制备ZnO薄膜.利用X射线衍射、扫描电子显微镜对ZnO薄膜进行表征及结构分析.结果表明,ZnO薄膜具有高度的C轴择优取向,样品表面光洁、平整.在此ZnO薄膜工艺条件下,在石英玻璃衬底上成功制备了Al/ZnO/Ag肖特基二极管紫外探测器.对该紫外探测器的暗电流和365 nm波长光照下的光电流进行了测试.室温下结果表明:Ag和ZnO已形成肖特基接触,根据I-V、C-V测试得到的有效势垒高度分别为0.60 eV和0.53 eV,理想因子为12.6,理论计算得到的空间电荷密度为3.1×1016cm-3.无光照3V偏压时,暗电流为24.19 mA,当用λ=365 nm的光照射Ag/ZnO肖特基结,在3 V偏压时,光生电流为3.28 mA,表明Al/ZnO/Ag紫外探测器有明显的光响应特性.     

Fabrication of a monolithic 4H-SiC junction barrier schottky diode with the capability of high current

There is a great interest in monolithic 4H-Si C Junction Barrier Schottky(JBS) diodes with the capability of a high forward current for industrial power applications.In this paper,we report large-area monolithic 4H-Si C JBS diodes fabricated on a 10 μm 4H-Si C epitaxial layer doped to 6×1015 cm3.JBS diodes with an active area of 30 mm2 had a forward current of up to 330 A at a forward voltage of 5 V,which corresponds to a current density of 1100 A/cm2.A near ideal breakdown voltage of 1.6 k V was also achieved for a reverse current of up to 100 A through the use of an optimum multiple floating guard rings(MFGR) termination,which is about 87.2% of the theoretical value.The differential specific-on resistance(RSP-ON) was measured to be 3.3 m cm2,leading to a FOM(VB2/RSP-ON) value of 0.78 GW/cm2,which is very close to the theoretical limit of the tradeoff between the specific-on resistance and breakdown voltage for 4H-Si C unipolar devices.     

Impact of strain relaxation of AlGaN barrier layer on the performance of high Al-content AlGaN/GaN HEMT

Owing to large direct bandgap energy, high saturation drift velocity, large conduction band discontinuities, high thermal stability and strong piezoelectric and spontaneous po- larization[1-4], AlGaN/GaN HEMTs have advantages over electronic devices based on Si, GaAs and their alloys in high-frequency, -temperature and -power applications. Many researches show[5,6] that the characteristics of AlGaN/GaN HEMTs depend on two-dimensional gas (2DEG) in heterostructures which has intimate r…     

Analytical model for capacitance-voltage characteristics of ion-implanted 4H silicon carbide Schottky barrier diodes

In order to undertake theory analysis in the application area of switching,frequency and power devices,an analytical model for capacitance-voltage (C-V) characteristics of ion-implanted 4H silicon carb...     

Fabrication and wettable investigation of superhydrophobic surface by soft lithography

The natural hydrophobicity of surfaces can be enhanced if they are microtextured due to air trapped in the structure, which provides the deposited drop with a composite surface made of solid and air on which it is rest. Here, a series of grating microstructure surfaces with different parameters have been designed and fabricated by a novel soft lithography. The water contact angles (WCA) on these rough surfaces are measured through optical contact angle meter. The results indicate that all the WCA on the surfaces with grating microstructures are up to 150°; WCA increases and the hydrophobic performance also enhances with the decrease of the ridge width under the other fixed parameter condition; Experimental data obtained basically consists with the Cassie’s theoretical prediction. The effects of geometric parameters of the microstructures on wettability of the grating sufaces are investigated.     

土体的充气阻渗试验

针对降雨诱发滑坡的作用机理,提出一种边坡充气截排水方法.考虑气压作用,进行一维土柱积水入渗试验,分别开展自然入渗和充气入渗2个过程的模拟,观测湿润锋面的推进过程,进行土柱不同深度容积含水量的实时监测.在考虑气压对容积含水量和湿润锋推进影响的基础上,建立充气阻渗效果的评价方法.试验结果表明：向土体中充气能够显著减缓湿润锋面的推进速度;在充气条件下,气压可以使土体维持一定的容积含水量梯度;对于试验模型,充气气压为10 kPa条件下,入渗20 min时,土壤入渗率约为自然入渗的1/2.