碳化硅（SiC）光觸發(fā)晶閘管（LTT）在工業(yè)和國(guó)防領(lǐng)域均具有重要的應(yīng)用價(jià)值。在此通過(guò)理論設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,對(duì)4H-SiC LTT進(jìn)行了研制。所研制SiC LTT為p型長(zhǎng)基區(qū)結(jié)構(gòu),長(zhǎng)基區(qū)厚度為80μm,雜質(zhì)濃度為2×10¹⁴cm^-3。為改善陽(yáng)極發(fā)射結(jié)空穴注入效率低的問(wèn)題,短基區(qū)設(shè)計(jì)為雙層結(jié)構(gòu),其中上層輕摻雜層厚度為0.3μm、下層厚度為1.7μm。測(cè)試結(jié)果顯示,所研制SiC LTT正向開(kāi)啟電壓為3.1 V,通態(tài)壓降為4.39 V,比導(dǎo)通電阻約為87.8 mΩ·cm²;在100 mW/cm²,365 nm紫外（UV）光觸發(fā)下,開(kāi)通延遲時(shí)間約為14.9μs,陽(yáng)極電壓下降時(shí)間為100 ns,陽(yáng)極電流上升時(shí)間約為11.5μs。 

【文章來(lái)源】：電力電子技術(shù). 2020,54(10)北大核心CSCD

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圖２?ＳｉＣ?ＬＴＴ外延層結(jié)構(gòu)橫斷面ＳＥＭ圖??Ｆｉｇ．?２?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ＳｉＣ?ＬＴＴ?ｅｐｉｔａｘｉａｌ?ｌａｙｅｒｓ??

ＳｉＣ光觸發(fā)晶閘管的研制與特性分析??２器件結(jié)構(gòu)??所設(shè)計(jì)ＳｉＣ?ＬＴＴ器件結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖１。為改善ＳｉＣ??ＬＴＴ陽(yáng)極發(fā)射結(jié)空穴注入效率低問(wèn)題，所設(shè)計(jì)ＳｉＣ??ＬＴＴ采用了雙層ｎ型短基區(qū)結(jié)構(gòu)，其中雙層ｎ型??短基區(qū)結(jié)構(gòu)上層輕摻雜層厚度為０．３?上層輕??摻雜層雜質(zhì)濃度２ｘｌ０１５?ｃｍ－３、下層厚度為１．７?ｐｍ、??下層雜質(zhì)濃度為２ｘｌ０１７?ｃｍ－３。此外，由于ＳｉＣ晶片??透明且ＳｉＣ?ＬＴＴ無(wú)門(mén)電極結(jié)構(gòu)，所設(shè)計(jì)ＳｉＣ?ＬＴＴ??采用了無(wú)門(mén)極槽結(jié)構(gòu)，使器件制造工藝得到簡(jiǎn)化。??雜？濃度／ｃｍ?－?３??２－１０＇－?２ｘｌ０１７?ＺｘｌＱ＇１；??ｉ０．３＇ｕｍ＇?！??圖２?ＳｉＣ?ＬＴＴ外延層結(jié)構(gòu)橫斷面ＳＥＭ圖??Ｆｉｇ．?２?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ＳｉＣ?ＬＴＴ?ｅｐｉｔａｘｉａｌ?ｌａｙｅｒｓ??基于上述ＳｉＣ外延晶片，開(kāi)展ＳｉＣ?ＬＩＴ的器件??制造工藝實(shí)驗(yàn)。首先對(duì)ＳｉＣ外延晶片進(jìn)行ＲＣＡ標(biāo)??準(zhǔn)清洗工藝處理，烘千后淀積Ｓｉ０２掩膜通過(guò)干法??刻蝕工藝進(jìn)行對(duì)版標(biāo)記刻蝕；接著在晶片襯底Ｃ面??蒸鍍２００?ｒｕｎ厚的金屬Ｎｉ，并在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下進(jìn)??行１?０５０弋，２?ｍｉｎ的快速退火形成陰極歐姆接觸；??之后在外延層上表面通過(guò)光刻－蒸鍍－剝離方法形??成６０?ｎｍ／３０?ｎｍ／８０?ｎｍ的Ｎｉ／Ｔｉ／Ａ丨多層金屬，并在??氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下進(jìn)行８００?２?ｍｉｎ快速退火形成??陽(yáng)極歐姆接觸；隨后在陰極一側(cè)蒸鍍２?ｐｍ厚的金??屬Ａｇ，在陽(yáng)極一側(cè)通過(guò)光刻－蒸鍍－剝離的方法形??成２?ｊｕｎ厚的Ａ１?Ｐａｄ金屬。完成制作ＳｉＣ?ＬＴＴ管??芯經(jīng)劃片后采用ＴＯ－２５４管殼進(jìn)行封裝。??４特

０?２?ｍｉｎ快速退火形成??陽(yáng)極歐姆接觸；隨后在陰極一側(cè)蒸鍍２?ｐｍ厚的金??屬Ａｇ，在陽(yáng)極一側(cè)通過(guò)光刻－蒸鍍－剝離的方法形??成２?ｊｕｎ厚的Ａ１?Ｐａｄ金屬。完成制作ＳｉＣ?ＬＴＴ管??芯經(jīng)劃片后采用ＴＯ－２５４管殼進(jìn)行封裝。??４特性分析??所研制ＳｉＣ?ＬＴＴ的正向?qū)ㄌ匦酝ㄟ^(guò)??Ｂ１５０５Ａ功率器件測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試過(guò)程??中，使用波長(zhǎng)?３６５ｎｍ?的?ＵＶ?ＬＥＤ（ＮＣＳＵ０３３Ｂ）向ＳｉＣ??ＬＴＴ光窗口加載強(qiáng)度／。為１００?ｍＷ／ｃｍ２的恒定ＵＶ??光。圖３為正向直接導(dǎo)通時(shí)所研制４Ｈ－ＳｉＣ?ＬＴＴ陽(yáng)??極電流ｉＡ－電壓…特性曲線。可見(jiàn)，ＳｉＣＬＴＴ正向??直接導(dǎo)通特性曲線類(lèi)似于ＰｉＮ二極管，對(duì)應(yīng)正向??開(kāi)啟電壓為３．１?Ｖ，當(dāng)正向電流為２?Ａ?xí)r，ＳｉＣ?ＬＴＴ??正向電流密度為５０?Ａ／ｃｍ２，對(duì)應(yīng)通態(tài)壓降４．３９?Ｖ，??比導(dǎo)通電阻約為８７．８?ｍｆｌ＊ｃｍ２。??為測(cè)試所研制４Ｈ－ＳｉＣ?ＬＴＴ的光觸發(fā)特性，搭??建原理如圖４所示的測(cè)試電路。所搭建測(cè)試電路??主要由充電電源ｔ／，、電容Ｃ、負(fù)載電阻札、雜散電??５??３．５??３??２．５??２??１．５??Ｉ??０．５??？ａ／Ｖ??圖３?Ｓｉｃ?Ｌｒｒ正向直接導(dǎo)通特性曲線??Ｆｉｇ．?３?Ｆｏｒｗａｒｄ?ｄｉｒｅｃｔ?ｏｎ－ｓｔａｔｅ?ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ＳｉＣ?ＬＴＴ??能夠縮減平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電路體積與質(zhì)量的同時(shí)，可大??幅提高系統(tǒng)的抗電磁干擾能力１８］。因此，對(duì)ＳｉＣ??ＬＴＴ進(jìn)行研究，對(duì)于工業(yè)和國(guó)防均具有重要意義。??此處在理論設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了?ＳｉＣ?ＬＴＴ??的研制工作，并


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