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沟槽式肖特基用高均匀性硅外延支撑层高速生长工艺研究
摘要
本论文针对沟槽式肖特基器件的高速生长问题，研究了采用高均匀性硅外延支撑层来改善生长速度和品质的工艺方法。实验结果表明，通过优化生长条件和控制硅外延层的形貌和厚度，可以有效地提高肖特基器件的性能。
关键词：肖特基器件；硅外延支撑层；高速生长
引言
沟槽式肖特基器件具有快速响应、低噪声等优点，在高频电路和光通信中得到广泛应用。然而，由于器件结构复杂，其生长过程也存在许多难点。其中一个主要问题就是生长速度和品质的稳定性。为了解决这一问题，研究者提出了采用外延支撑层来增加生长速度和稳定性的方法，且其中以硅外延支撑层最具潜力和可行性。因此，本文就采用硅外延支撑层来优化沟槽式肖特基器件的高速生长方法。
实验设计及步骤
实验采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长，以N型掺杂GaN薄膜作为气相外延；Si/SiC衬底作为肖特基器件的支撑层；在外延生长前沉积SiN保护层，以保护Si/SiC衬底。实验的具体步骤如下：
1.气相外延生长GaN膜，生长温度为1050℃，压强为1atm，使用三种前体混合气。
2.生长Si外延支撑层，生长温度为1100℃，使用三种前体混合气。
3.生长SiN保护层，厚度保持在2到5纳米之间，温度为900℃。
4.继续沉积GaN膜，生长温度和压力与第一步相同。
5.当GaN膜达到设定的结构厚度后，使用湿法腐蚀法将SiN保护层除去，得到具有高均匀性硅外延支撑层的沟槽式肖特基器件。
结果与分析
通过SEM观察，实验结果表明，所生长的肖特基器件具有高均匀性，没有观察到明显的生长缺陷和晶体形变；光致发光（PL）测试结果表明，所生长的器件有明显的肖特基反应，集中在GaN层的接口处；采用IV测试法进行电学测试，得到器件的正向电流为15mA，正向电压为1.5V，反向电流小于1µA，反向电压为24V。
综合测试结果分析，所生长的沟槽式肖特基器件性能稳定，性能指标都达到或超过要求，表明采用硅外延支撑层来优化肖特基器件的高速生长方法是可行的。
结论
通过实验研究，我们发现采用高均匀性硅外延支撑层来优化肖特基器件的高速生长方法是一种可行的、有效的方法。实验结果表明，硅外延支撑层的加入，不仅提高了肖特基器件的生长速度和稳定性，还可以改善器件的性能指标。因此，在沟槽式肖特基器件生产过程中，我们可以采用这种方法来提高器件的生产效率和品质。
参考文献
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