Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie dielektryków high-k w przyrządach mocy wytwarzanych w technologii węglika krzemu

Król K., Sochacki M., Kwietniewski N., Gierałtowska S., Wachnicki Ł.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 8

106--109

PL

W artykule omówiono zalety zastosowania warstw dielektrycznych o wysokim współczynniku przenikalności elektrycznej osadzanych techniką ALD (ang. Atomic Layer Deposition) i praktyczne aspekty ich wykorzystania w przyrządach mocy typu MOSFET wytwarzanych w technologii węglika krzemu (SiC).

EN

This article describes the benefits of high-k dielectrics’ application in silicon carbide (SiC) technology aimed for production of power MOSFETs. The importance of the finding a new dielectric material for SiC MIS structures is explained and the main application problems are disscussed. The stacked dielectric layers of Al2O3/SiO2 and ZrO2/SiO2 manufactured by atomic layer deposition technique (ALD) on 4H-SiC substrates are then investigated by means of electrical methods useful in power device technology.

2

Krytyczne parametry konstrukcyjno-technologiczne i ich wpływ na parametry elektryczne tranzystorów mocy MOSFET SiC

Sochacki M., Kwietniewski N., Taube A., Król K., Szmidt J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 9

40-43

PL

W artykule zaprezentowano analizę wpływu czynników konstrukcyjno- technologicznych (dokładność fotolitografii, głębokość i profil domieszkowania złączy p-n, parametry warstwy przejściowej dielektryk/półprzewodnik, właściwości użytego dielektryka), które są krytyczne z punktu widzenia parametrów elektrycznych tranzystorów MOS mocy (napięcie przebicia, napięcie progowe, maksymalny prąd drenu, prąd upływu przy polaryzacji zaporowej).

EN

This article presents an analysis of the impact of design and technological factors (photolitography accuracy, p-n junction doping depth and profile, dielectric/semiconductor interface parameters, gate dielectric properties) that are crucial in terms of electrical parameters of power MOSFETs like breakdown voltage, threshold voltage, maximum drain current, leakage current at reverse bias).

3

Charakteryzacja diod p-i-n wytworzonych metodą implantacji warstw epitaksialnych 4H-SiC jonami glinu

Kwietniewski N., Pazio K., Sochacki M., Szmidt J., Droździel A., Kulik M., Prucnal S., Pyszniak K., Rawski M., Turek M., Żuk J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 6

32-35

PL

W pracy opisano wytwarzanie i charakteryzację diod p-i-n wytwarzanych w strukturach epitaksjalnych 4H-SiC. W celu uzyskania warstw typu p⁺ wykonano 4-krotną implantację jonami Al przy całkowitej dawce 7,1 · 10¹⁴ cm⁻2² dla uzyskania prostokątnego rozkładu głębokościowego. Implantację prowadzono przy temperaturze tarczy 500°C z użyciem implanatora jonów UNIMAS wyposażonego w plazmowe źródło jonów naszej konstrukcji. Zaimplantowany materiał został następnie wygrzany w argonie przez 20 min. w t = 1600°C. Przeprowadzono badania rozkładów głębokościowych SIMS oraz rozpraszania mikro-ramanowskiego. Z pomiarów metodą c-TLM wyznaczono wartości rezystancji charakterystycznej kontaktów. Pomiary Halla wykazały, że koncentracja nośników w warstwie implantowanej p⁺ o grubości 350 nm zawiera się w przedziale 3...4 · 10¹⁸ cm⁻³ Gęstość prądu wytworzonych diod osiąga maksymalną wartość 220 A/cm² przy polaryzacji w kierunku przewodzenia 10 V, natomiast napięcie przebicia zawiera się w granicach 550...600 V.

EN

We report on fabrication and characterization of 4H-SiC p-i-n diodes. In order to obtain p⁺ -type layer, a four energy Al box-like profile was implanted with atotal fluence of 7,1 • 10 ¹¹ cm ⁻² at 500°C, using the UNIMAS ion implanter equipped with a plasma ion source of our construction. Implanted material was subsequently annealed for 20 min at 1600°C in argon. SIMS depth profiling and micro-Raman scattering investigations we re performed. The values of specific contact resistance were determined by the c-TLM method. The performed Hall measurements have shown that 350 nm thick p⁺ layers are characterized by carrier concentration of 3...4 • 10 ¹⁸ cm ⁻³. The fabricated diodes have probed forward current density up to 220 A/cm² at 10 V forward drop and 550...600 V breakdown voltages.

4

Wytwarzanie, trawienie plazmowe i właściwości cienkich warstw BaTiO3 do zastosowań elektronicznych

Firek P., Werbowy A., Kwietniewski N., Szmidt J., Olszyna A., Ćwil M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 9

62-68

PL

Warstwy tytanianu baru o grubości rzędu 100 nm wytworzone zostały na podłożach krzemowych (Si (100) typ n, p = 1 - 20 Ω cm) technikami ablacji targetu BaTiO3 + La2O3 (2% wt.) w plazmie impulsowej oraz rozpylania w plazmie o częstotliwości radiowej (13,56 MHz). Powłoki zostały scharakteryzowane metodami badania ciała stałego, takimi jak: skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM), mikroskopia sił atomowych (AFM) oraz spektroskopia mas jonów wtórnych (SIMS), co umożliwiło określenie morfologii powierzchni oraz składu wytworzonego materiału [6]. W celu scharakteryzowania wybranych własności elektrofizycznych osadzonych warstw wytworzone zostały struktury MIS (metal-insulator-semiconductor). Na podstawie pomiarów ich wysokoczęstotliwościowych charakterystyk pojemnościowo-napięciowych (C-V) dla różnych częstotliwości oraz charakterystyk prądowo-napięciowych (I-V) wyznaczono wartości przenikalności dielektrycznej (maks. 25), rezystywności (maks. 5⋅1013 Ωcm) i wytrzymałości elektrycznej (maks. 4 MVcm-1 ) warstw oraz określono mechanizmy transportu ładunku elektrycznego przez materiał. Przeprowadzone zostały również procesy selektywnego trawienia badanych warstw w plazmie o częstotliwości radiowej (RF) przy różnych wartościach mocy RF oraz różnym składzie mieszaniny trawiącej (Ar + CF4). Największą szybkość procesu (30 nm/min) obserwowano dla maksymalnej dostępnej mocy (300 W) i przy użyciu czystej atmosfery Ar.

EN

Thin (100 nm) nanocrystalline dielectric films of lanthanum doped barium titanate were deposited on Si substrates by means of reactive pulse plasma (IPD) ablation of BaTiO3 + La2O3 (2 wt.%) target. Scanning electron microscopy and atomic force microscopy showed that the obtained layers were dense ceramics of uniform thickness with average roughness Ra = 2.045 nm and the average grain size of the order of 15 nm. Measurements of current-voltage (I-V) characteristics of metal-insulator-semiconductor (MIS) structures, produced by evaporation of metal (Al) electrodes on top of barium titanate films, allowed to determine the current transport mechanisms and leakage current densities (10-12 to 10-6 Acm-2) flowing through investigated layers as well as their dielectric strength, i.e. critical electric field intensity (EBR) which ranged from 0.2 up to even 4 MVcm-1. Capacitance-voltage (C-V) measurements of the same structures were performed in accumulation state showing that the dielectric constant value (εri) of films in best cases is close to 25. BaTiO3 nanocrystalline thin films were also selective plasma etched in the course of several experiments which varied in RF power as well as CF4/(CF4 + Ar) gas-mixing ratio. The maximum etch rate of approximately 30 nm/min was observed for the maximum power (300 W) and pure Ar plasma atmosphere.

5

Wpływ procesów przygotowania podłoża 4H-SiC na właściwości diod Schottky'ego

Kwietniewski N., Sochacki M., Szmidt J., Guziewicz M., Kamińska E., Piotrowska A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 9

57-62

PL

W ramach prowadzonych badań wykonane zostały diody Schottky'ego Ir/4H-SiC, IrO2/4H-SiC, Ni/4H-SiC. W artykule opisany został wpływ różnych procesów przygotowania powierzchni podłoża z węglika krzemu (4H-SiC) na parametry elektryczne uzyskanych diod. Sprawdzono skuteczność stosowanej powszechnie w technologii krzemowej procedury RCA, wpływ kąpieli w buforowym roztworze kwasu fluorowodorowego (HF buff ), użyteczność roztworów czyszczących na bazie kwasu siarkowego (H2SO4) oraz wpływ reaktywnego trawienia jonowego (RIE) powierzchni węglika krzemu. Zmierzone charakterystyki prądowo-napięciowe (I-V) diod Schottky'ego przeanalizowane zostały pod kątem korelacji obliczonych parametrów elektrycznych z efektami zaproponowanych metod przygotowania powierzchni. Trawienie RIE obniża w każdym przypadku efektywną wartość bariery Schottky'ego. Istnieje możliwość jednoczesnego obniżenia prądu zaporowego po zastosowaniu odpowiednich parametrów procesu trawienia. Omawiany efekt jest korzystny dla ograniczenia statycznych strat mocy zarówno przy polaryzacji diody w kierunku przewodzenia jak i w kierunku zaporowym. Wykazano, że zastosowanie trawienia RIE może wpływać korzystnie na obniżenie rezystancji charakterystycznej diody przy polaryzacji w kierunku przewodzenia.

EN

Ir/4H-SiC, IrO2/4H-SiC and Ni/4H-SiC Schottky diodes are reported in terms of different methods of surface pretreatment before contact deposition. RCA method, buffered HF bath, H2SO4 solution and reactive ion etching (RIE) were tested in different configurations. The electrical parameters extracted from I-V characteristics of Schottky diodes were correlated with the results of proposed surface cleaning methods. Very promising results were obtained for samples which had been etched in argon, taking into account the total static power losses, because the modified surface preparation leads to a decrease in the forward voltage drop and reverse leakage current simultaneously. The decrease of Schottky diode specific resistance is able to achieve using reactive ion etching.