在半导体材料领域,碳化硅(SiC)以其卓越的性能被广泛应用于高温、高功率和高频设备中。然而,SiC器件的性能往往受到其欧姆接触的限制。为了解决这一问题,山东大学岳创未来团队通过深入研究,成功利用激光退火工艺制造出了高性能的SiC欧姆接触,为SiC器件的发展注入了新的活力。
SiC简介
SiC是第三代宽禁带半导体材料,在禁带宽度、击穿场强、电子饱和漂移速度等物理特性上较Si更有优势,制备的SiC器件如二极管、晶体管和功率模块具有更优异的电气特性,能够克服硅基无法满足高功率、高压、高频、高温等应用要求的缺陷,也是能够超越摩尔定律的突破路径之一,因此被广泛应用于新能源领域(光伏、储能、充电桩、电动车等)。
(SiC晶圆)
二、SiC欧姆接触的重要性
欧姆接触是半导体器件中金属与半导体之间的一种理想接触状态,其电阻值极低,可以确保电流在接触界面上顺畅通过。对于SiC器件而言,欧姆接触的性能直接影响到器件的整体性能。因此,如何制造出低电阻、高稳定性的SiC欧姆接触一直是半导体科技领域的重要课题。
三、激光退火工艺的优势
传统的SiC欧姆接触制造方法通常采用高温热退火技术,但这种方法存在退火范围不可控、衬底与沉积金属间容易发生侵蚀、影响界面形貌和物质分布均匀性等问题。而激光退火工艺则以其独特的优势成为解决这些问题的有效手段。
激光退火工艺利用脉冲激光能量控制精准、瞬时脉冲能量高的特性,可以实现对SiC衬底与金属电极之间的精确加热和快速冷却。这种局部化和深度可控的加热方式,不仅可以有效避免对衬底材料的过度损伤,还能确保金属与半导体之间的互扩散和化学反应高效进行,从而形成低电阻、高稳定性的欧姆接触。
四、岳创未来团队的激光退火工艺创新
山东大学岳创未来团队在激光退火工艺方面进行了深入研究,成功开发出一种适用于SiC欧姆接触制造的激光退火工艺。该工艺具有以下创新点:
精确控制退火温度和时间:通过精确控制激光束的能量密度和照射时间,实现了对退火温度和时间的精确控制。这种精确控制确保了金属与半导体之间的化学反应在最佳条件下进行,从而形成了低电阻、高稳定性的欧姆接触。
优化界面形貌:激光退火过程中的快速加热和冷却有助于改善金属与半导体之间的界面形貌。这种优化后的界面形貌有利于电流的顺畅通过,进一步降低了欧姆接触的电阻值。
提高生产效率:激光退火工艺具有加热速度快、退火时间短的特点,可以显著提高SiC欧姆接触的生产效率。
五、激光退火工艺在SiC欧姆接触制造中的应用成果
通过应用激光退火工艺,山东大学岳创未来团队成功制造出了低电阻、高稳定性的SiC欧姆接触。实验结果表明,采用激光退火工艺制造的SiC欧姆接触具有更低的比接触电阻和更高的稳定性,相比传统高温热退火技术具有显著优势。这一成果的取得为SiC器件的发展提供了有力支持,也为半导体科技领域带来了新的发展机遇。
六、未来展望
随着半导体技术的不断发展,对SiC欧姆接触的性能要求也越来越高。山东大学岳创未来团队将继续深化激光退火工艺的研究,探索新的技术路径和应用场景。他们将与国内外科研机构和企业加强合作与交流,共同推动SiC欧姆接触制造技术的进步和半导体产业的发展。同时,他们也将关注市场需求和技术发展趋势,不断优化激光退火工艺,以满足日益增长的SiC器件制造需求。
请输入验证码