碳化硅功率半导体器件中的肖特基接触
2018-09-28
在功率半导体器件制造中通常使用的
金属-半导体接触
有肖特基接触和欧姆接触两种。
金属-半导体接触的质量
对于器件性能起着至关重要的作用。
由于半导体材料的逸出功小于金属材料,当金属与半导体材料接触时,半导体材料中的电子能够挣脱电子核的束缚流入金属,从而在半导体材料表面形成一个由带正电的离子组成的空间电荷区。与PN结类似,正是由于空间电荷区势垒的存在使得肖特基结具有整流特性。
除了应用在各种功率器件以及电路中,肖特基接触还可以当做测试工具来用于研究金属-半导体系统中的体缺陷以及表面特性。
理想因子n被定义用来评估势垒区的缺陷以及表面特性。
当n=1时,表示势垒区无缺陷,没有复合中心存在,载流子几乎不发生复合,正向电流以扩散电流为主,复合电流为零;当n=2时,表示势垒区缺陷极多,载流子以复合运动为主,几乎没有扩散运动,正向电流只有复合电流。实际上,一般情况下,n的值介于1和2之间,n的值越接近2,就表示势垒区的缺陷越多。因此,正向肖特基结常被用于研究半导体材料表面缺陷。
在实际测试过程中,我们通过结的正向I-V特性曲线来计算理想因子的值。
理论上来说,测试时只要知道位于对数曲线线性区的两点对应的电压和电流的值就可以计算出该结对应的区域的理想因子。
分母的值必然小于38.46,当分母值越接近38.46时,n值越接近1表示该区域包含的缺陷越少。
下图为扬杰科技生产的碳化硅肖特基势垒二极管的正向I-V特性曲线。
根据测试所得数据,计算n值约为1.09,接近理想值1,可以判断该区域外延材料缺陷较少。
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