4H-SiC肖特基二极管的设计与研制及4H-SiCSiO2界面研究的中期报告

4H--SiC肖特基二极管的设计与研制及4H--SiCSiO2界面研究的中期报告摘要：本文介绍了4H--SiC肖特基二极管的设计和研制，包括材料的制备、器件结构的设计和制作，以及器件的电性能测试。同时，还对4H--SiCSiO2界面进行了研究，包括界面形成机制和界面质量评估。中期实验结果表明，制备的器件在室温下具有约1.2V的正向阈值电压和较高的电流密度，表明该肖特基二极管具有良好的性能和应用前景。关键词：4H--SiC、肖特基二极管、SiO2界面、界面形成机制、界面质量评估1.研究背景和意义4H--SiC（4H-SiliconCarbide）具有高的热稳定性、高的电子迁移率和较大的能带隙，是一种非常理想的半导体材料。由于其优异的材料特性，在高温、高功率、高频率等领域得到了广泛的应用，特别是肖特基二极管、场效应晶体管、反向导通晶体管等功率器件。肖特基二极管作为4H--SiC器件中的一种，具有快速响应、低电容、低漏电流等优异特性，被广泛应用于直流电源、电力系统、新能源等领域。2.实验设计和实验方法2.1实验设计本实验旨在研究并设计4H--SiC肖特基二极管器件，并对SiO2界面进行研究。实验设计主要包括以下几个方面：（1）4H--SiC材料的制备和表征；（2）肖特基二极管器件结构的设计和制作；（3）器件的电性能测试；（4）SiO2界面形成机制和界面质量评估。2.2实验方法（1）4H--SiC材料的制备和表征本实验使用高纯度的4H--SiC单晶材料，采用CVD（ChemicalVaporDeposition）生长技术，在一定的条件下合成4H--SiC材料。经过多次试验，得到了晶体质量较高的4H--SiC样品，并使用光学、电学和谱学等多种手段对其进行了表征。（2）肖特基二极管器件结构的设计和制作本实验设计了基于4H--SiC的肖特基二极管器件结构，并采用光刻、离子注入和蒸发金属等工艺，制作了实验所需的器件样品。（3）器件的电性能测试使用金探针对制备的肖特基二极管样品进行正向和反向电压测试，并以此测量了器件的电流密度、反向漏电流和正向阈值电压等参数。（4）SiO2界面形成机制和界面质量评估通过在4H--SiC表面生长SiO2薄膜，并使用XPS（X-rayPhotoelectronSpectroscopy）等技术对界面进行表征，探究了SiO2界面形成的机制，并评估了界面的质量。3.实验结果和分析根据中期实验的研究结果，得到以下结论：（1）通过CVD技术合成的4H--SiC材料晶体质量较高，可用于器件制备。（2）设计的4H--SiC肖特基二极管器件在室温下具有约1.2V的正向阈值电压和较高的电流密度，初步表明其具有良好的性能和应用前景。（3）界面形成实验结果表明，采用SiO2对4H--SiC表面进行修饰，可以得到良好的界面质量，界面形成机制主要为氧化反应。4.结论和展望本实验研究了4H--SiC肖特基二极管的设计和制备，并对SiO2界面进行了研究。中期实验结果表明，制备的器件在室温下具有良好的性能和应用前景。但是，目前