Wyniki 1-9 spośród 9 dla zapytania: authorDesc:"Norbert KWIETNIEWSKI"

Przegląd metod czyszczenia powierzchni podłoży SiC DOI:10.15199/48.2019.10.35

Czytaj za darmo! »

Monokrystaliczny węglik krzemu o heksagonalnej odmianie politypowej jest powszechnie wykorzystywanym materiałem półprzewodnikowym w technologii przyrządów mocy, pracujących także w zakresie wysokich częstotliwości. Stabilność chemiczna i termiczna węglika krzemu z jednej strony pozwala na pracę przyrządów w trudnych warunkach środowiskowych, takich jak promieniowanie wysokoenergetyczne lub wysoka temperatura, ale z drugiej strony komplikuje procesy technologiczne w porównaniu do technologii krzemowej. Problem dotyczy przede wszystkim przygotowania powierzchni przed kolejnymi procesami technologicznymi. Powtarzalność procesów czyszczenia zależy jednocześnie od gęstości defektów w podłożu. Pierwsze prace dotyczące technik usuwania niepożądanych zanieczyszczeń z powierzchni płytek półprzewodnikowych przeprowadzano w połowie lat sześćdziesiątych, jednak najwięcej osiągnięto w tym zakresie w okresie ostatniej dekady. Połączenie metod obróbki podłoży i ich czyszczenia pozwoliło na uzyskanie podłoży węglika krzemu o niskiej chropowatości powierzchni i wysokim poziomie czystości odpowiednich dla procesów epitaksji. Obecnie stosowane techniki przygotowania powierzchni dla typowych orientacji politypów 4H-SiC i 6H-SiC można uznać za dojrzałe. Metody czyszczenia politypu kubicznego (3C-SiC) wymagają dalszych badań [1]. Przygotowanie wstępne podłoży SiC Rozważając aspekty związane z przygotowaniem powierzchni SiC nie należy pomijać zagadnień związanych z polerowaniem powierzchni. Większość stosowanych w tym celu metod została zaczerpnięta z technologii krzemowej. Typowo wymagały one modyfikacji ze względu na dużą twardość i niską reaktywność chemiczną SiC w porównaniu do krzemu. Istnieje wiele parametrów, które należy brać w tym przypadku pod uwagę, takich jak polityp, poziom domieszkowania, orientacja krystalograficzna powierzchni. Kompleksowe przygotowanie płytek SiC obejmuje cztery kolejne etapy: - Szlifowanie: pozwala na popra[...]

Zastosowanie dielektryków high-k w przyrządach mocy wytwarzanych w technologii węglika krzemu DOI:10.15199/48.2017.08.28

Czytaj za darmo! »

Dielektryki o wysokiej przenikalności elektrycznej (tzw. high-k) od dłuższego czasu są analizowane jako potencjalny dielektryk bramkowy w przyrządach typu MIS, w szczególności w tranzystorach MOSFET [1]. Ich wykorzystanie wiąże się głównie z postępującą miniaturyzacją tranzystorów MOSFET wykonywanych w technologii krzemowej, która prowadzi także do skalowania grubości dielektryków bramkowych. We współczesnych technologiach mikroelektronicznych istotnym problemem staje się prąd upływu dielektryka bramkowego będący efektem tunelowania nośników w warstwach dielektrycznych o malejącej grubości. Podstawowym celem badania dielektryków high-k było ich zastosowanie w technologiach CMOS o bardzo małym wymiarze charakterystycznym przy produkcji układów cyfrowych i mikrokontrolerów [2]. Dielektryki high-k mogą również znaleźć zastosowanie w technologii przyrządów mocy typu MIS, które charakteryzują się względnie dużą grubością dielektryka bramkowego, gdzie problem prądów tunelowych bramki jest praktycznie pomijalny. W niniejszym artykule omówiono celowość stosowania tego typu materiałów dielektrycznych w konstrukcji bramek tranzystorów mocy wykonanych na węgliku krzemu (SiC) - półprzewodniku, którego zastosowanie w energoelektronice będzie wzrastać w najbliższych latach. Omawiane kwestie zilustrowano na przykładzie wyników uzyskanych dla struktur MOS wytworzonych na podłożach 4H-SiC wykorzystujących wybrane dielektryki high-k. Zastosowanie dielektryków high-k w technologii SiC Technologia węglika krzemu (SiC) jest rozwijana w ostatnich latach przez czołowych producentów przyrządów mocy ze względu na korzystne właściwości tego półprzewodnika w porównaniu z krzemem. Oprócz dostępnych od pewnego czasu diod SiC przeznaczonych dla układów energoelektronicznych w ofercie zaczynają pojawiać się tranzystory mocy MOSFET przeznaczone głównie do implementacji w energoelektronicznych układach przełączających. Z wielu powodów przyrządy te ni[...]

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

Czytaj za darmo! »

Tytanian baru (BaTiO3) jest szeroko rozpowszechnionym w technice materiałem ceramicznym o właściwościach ferroelektrycznych i piezoelektrycznych. Został on zsyntetyzowany podczas II wojny światowej niezależnie w USA, Japonii i ZSRR. Powodem imponującej kariery BaTiO3 w przemyśle jest jego wysoka przenikalność dielektryczna (produkcja kondensatorów) oraz właściwości piezoelektryczne - wykorzy[...]

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

Czytaj za darmo! »

Prezentowane w ostatnich latach wyniki prac związanych z właściwościami interfejsu SiO2/SiC badanego głównie pod kątem zastosowania warstw termicznego dwutlenku krzemu w obszarze bramki wysokonapięciowego tranzystora MOSFET wskazują na poważne problemy w uzyskaniu parametrów elektro-fizycznych wspomnianego interfejsu porównywalnych lub nawet zbliżonych do wartości uzyskiwanych w technologii [...]

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


  Po wieloletnich zapowiedziach i zmienianych wielokrotnie datach wdrożenia amerykańska firma Cree Inc. z początkiem 2011 roku jako pierwsza zaprezentowała tranzystor MOSFET wykonany w technologii węglika krzemu (SiC). Pierwotnie wydawało się, że szybki postęp w zakresie poprawy jakości materiału podłożowego i warstw epitaksjalnych pozwoli na debiut rynkowy tych przyrządów nie później niż w 2008 roku. Początkowy entuzjazm związany z rozwojem technologii wytwarzania przyrządów na podłożach SiC został szybko ostudzony w obliczu bardzo poważnych problemów z uzyskaniem warstw dielektryka bramkowego, które byłyby kompatybilne z technologią SiC i zapewniały parametry elektryczne obszaru przejściowego SiO2/SiC porównywalne z parametrami interfejsu typowymi dla technologii krzemowej. Okazało się jednocześnie, że poza utlenianiem termicznym poważne problemy stwarzają procesy domieszkowania SiC metodą implantacji jonów (odbudowa zniszczeń poimplantacyjnych, wygrzewanie zapewniające aktywację elektryczną wprowadzonych domieszek, kontrola gładkości powierzchni SiC po procesach wygrzewania poimplantacyjnego) [1]. Opisywane powyżej problemy oraz efekty traktowane początkowo jako zjawiska drugorzędne do dnia dzisiejszego wpływają na dynamikę rozwoju przyrządów MOS w technologii SiC. Tranzystory mocy SiC w technologii planarnej W pracy skupiono się wyłącznie na analizie wertykalnych tranzystorów DIMOSFET (ang. Double Implanted Metal Oxide Semiconcutor Field Effect Transistor) w technologii planarnej. Technologia planarna pozwala uniknąć podstawowych problemów związanych z uzyskaniem dużej wartości napięcia przebicia w przypadku struktur półprzewodnikowych wykorzystujących procesy głębokiego trawienia (tranzystory UMOSFET ), dla których parametry tranzystora są bardzo silnie uzależnione od jakości odwzorowania uzyskiwanego w procesie trawienia bardzo twardego materiału, jakim jest węglik krzemu. Krytyczne wygrzewanie poimplantacyjne niezbędn[...]

Termiczne formowanie tytanowych kontaktów omowych do węglika krzemu 4H-SiC DOI:10.15199/48.2019.09.37

Czytaj za darmo! »

Węglik krzemu jako materiał półprzewodnikowy jest powszechnie wykorzystywany w konstrukcji przyrządów wysokotemperaturowych i wysokich mocy [1]. Wytwarzanie wysokiej jakości kontaktów omowych do tego materiału jest procesem złożonym i często wymagającym dodatkowych, skomplikowanych operacji takich jak implantacja czy epitaksja wysokodomieszkowanych warstw, starannego przygotowania powierzchni oraz wysokotemperaturowego wygrzewania [2-3]. Procesy wytwarzania kontaktów omowych często projektowane są dla konkretnych specyficznych zastosowań i przyrządów. Najbardziej wymagające pod tym względem są oczywiście przyrządy mocy ze względu na straty generowane na kontaktach niezadowalającej jakości. W pracy tej zbadano wpływ wysokotemperaturowego wygrzewania kontaktów Ti/SiC w dostępnym zakresie temperatur (do 1100 oC) na rezystancję kontaktów. Sprawdzono wpływ przygotowania powierzchni polegającego na wcześniejszym utlenieniu termicznym węglika krzemu oraz usunięciu tlenku bezpośrednio przed osadzeniem metalizacji kontaktowej. Przetestowano również wpływ wodoru w trakcie wygrzewania na właściwości kontaktów omowych. Porównano rezultaty uzyskiwane dla płaszczyzny krzemowej (0001) oraz węglowej (000-1) węglika krzemu. Celem przeprowadzonego eksperymentu było przede wszystkim określenie optymalnych parametrów procesu dla dostępnych urządzeń i wykonanie kontaktów Ti/4H-SiC o możliwie najmniejszej rezystancji. Szczegóły eksperymentu Komercyjnie dostępne podłoża węglika krzemu bez warstwy epitaksjalnej (SiCrysta[...]

Wpływ reaktywnego trawienia jonowego wspomaganego plazmą BCl3 na jakość powierzchni węglika krzemu 4H-SiC DOI:10.15199/48.2019.09.38

Czytaj za darmo! »

Ocena jakości powierzchni materiałów trawionych za pomocą metod suchego usuwania warstw wspomaganego plazmą jest jednym z ważniejszych tematów z punktu widzenia poprawności działania przyrządów wytwarzanych przy użyciu tej techniki. Podłoża krzemowe, na których opiera się większość produkcji układów półprzewodnikowych, zostały już dokładnie zbadane pod tym kątem [1]. Rozwój przyrządów mocy spowodował konieczność użycia innych materiałów. W tego rodzaju aplikacjach sięga się po materiały szerokopasmowe [2-3]. Problematyka suchego trawienia takich materiałów nie jest szeroko opisana w literaturze. Najlepsze rezultaty osiąganie są poprzez zastosowanie reaktorów ICP (ang. inductively coupled plasma) [4], które zapewniają wysoką szybkość trawienia warstw. Niestety, dostęp do tego typu urządzeń jest bardzo ograniczony. Jednakże, w wielu przypadkach proces RIE może okazać się wystarczający [5], co więcej, może pozostawić powierzchnię materiału całkowicie wolną od wad spowodowanych plazmą. Węglik krzemu (SiC) jest jednym z materiałów używanych do konstrukcji przyrządów elektroniki dużej mocy, pracujących w wysokiej temperaturze, a także wysokiej częstotliwości. Dzieje się tak z powodu szerokiego pasma energii zabronionych, dużej prędkości nasycenia nośników oraz wysokiego napięcia przebicia [6-7]. Ze względu na swoją odporność chemiczną, optymalizacja suchego procesu trawienia węglika krzemu jest niezwykle trudna pod względem jakości powierzchni. Powoduje to konieczność scharakteryzowania każdego procesu trawienia pod kątem danego zastosowania w przyrządzie półprzewodnikowym. Mokre trawienie węglika krzemu jest nieskuteczne ze względu na wysoką odporność chemiczną tego materiału. Praktycznie nie jest możliwe uzyskanie ani[...]

Wpływ materiału maskującego na jakość odwzorowania w procesie suchego trawienia węglika krzemu 4H-SiC w plazmie chlorowej DOI:10.15199/48.2019.10.36

Czytaj za darmo! »

Procesy odwzorowania kształtów od lat stanowią jeden z najważniejszych nurtów rozwoju mikroelektroniki, nie tylko krzemowej, ale również tej, opartej na innych półprzewodnikach [1]. Konieczność wytwarzania coraz to nowszych generacji układów scalonych, zwiększania ich możliwości poprzez poprawę prędkości działania, integracji funkcji, wymusza opracowywanie coraz to nowszych technik, zarówno w procesach litografii jak i trawienia. Rodzaj docelowej struktury i jej funkcja, narzucają parametry i przebieg procesu trawienia. Z jednej strony może to być trawienie bardzo głębokich wzorów, o różnym stosunku szerokości do głębokości a także trawienie w celu uzyskania odpowiedniego nachylenia ścian oraz jakości powierzchni po trawieniu. Wynika z tego, że każdy proces powinien być od początku zaprojektowany pod kątem konkretnej technologii. Co więcej, należy zwrócić uwagę na materiały, które są trawione, tak aby dobrać odpowiednie gazy robocze, rodzaj wzbudzenia plazmy, moc i inne parametry, czyli najogólniej mówiąc, zestaw parametrów wejściowych procesu. Ponadto dobór parametrów nie powinien być opracowywany w oderwaniu od procesu litografii, w którym definiujemy maskę, która spowodować ma uzyskanie przez nas założonych wyników (między innymi wzorów). Dlatego w projektowaniu technologii trawienia koniecznie jest uwzględnienie materiału maskującego i jego właściwości takich jak grubość, odporność na trawienie (selektywność), oraz jakość uzyskanego wzoru. W prezentowanej pracy zbadany został wpływ materiałów maskujących na dokładność odwzorowania kształtów podczas procesów plazmowego trawienia węglika krzemu. Materiał ten jest jednym z wiodących, jeśli chodzi o zastosowanie w przy[...]

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

Czytaj za darmo! »

Węglik krzemu jest szerokoprzerwowym półprzewodnikiem o właściwościach materiałowych korzystnych przy konstrukcji elementów elektronicznych wysokich mocy i częstotliwości, mogących pracować w wysokiej temperaturze i w środowisku agresywnym chemicznie. Jest to także materiał atrakcyjny ze względu na zastosowania w technice jądrowej i kosmicznej. W ostatnich kilku latach nastąpił znaczny postęp w otrzymywaniu wysokiej jakości monokryształów oraz warstw epitaksjalnych SiC. W szczególności polityp 4H-SiC o dużej wartości przerwy energetycznej równej 3,2 eV i ze względu na wyższe wartości ruchliwości nośników niż 6H-SiC ma obecnie największe znaczenie technologiczne. Implantacja jonami glinu jest najbardziej odpowiednią metodą powtarzalnego i selektywnego otrzymywania warstw typu p[...]

 Strona 1