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碳化硅器件工藝核心技術/半導體與集成電路關鍵技術叢書

  • 作者：(希)康斯坦丁·澤肯特斯//(英)康斯坦丁·瓦西列夫斯基|責編:劉星寧//朱林|譯者:賈護軍//段寶興//單光寶
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111741886
  • 出版日期：2024/01/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：411
人民幣：RMB 189 元      售價：元
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內容大鋼
    本書共9章，以碳化硅（SiC）器件工藝為核心，重點介紹了SiC材料生長、表面清洗、歐姆接觸、肖特基接觸、離子注入、干法刻蝕、電解質製備等關鍵工藝技術，以及高功率SiC單極和雙極開關器件、SiC納米結構的製造和器件集成等，每一部分都涵蓋了上百篇相關文獻，以反映這些方面的最新成果和發展趨勢。
    本書可作為理工科院校物理類專業、電子科學與技術專業以及材料科學等相關專業研究生的輔助教材和參考書，也可供相關領域的工程技術人員參考。
作者介紹
(希)康斯坦丁·澤肯特斯//(英)康斯坦丁·瓦西列夫斯基|責編:劉星寧//朱林|譯者:賈護軍//段寶興//單光寶
目錄
譯者序
原書前言
作者簡介
第1章  碳化硅表面清洗和腐蝕
  1.1  引言
  1.2  SiC的濕法化學清洗
    1.2.1  表面污染
    1.2.2  RCA、Piranha和HF清洗
  1.3  SiC的化學、電化學和熱腐蝕
    1.3.1  化學腐蝕
    1.3.2  電化學腐蝕
    1.3.3  熱腐蝕
  1.4  各種器件結構中SiC腐蝕的前景
    1.4.1  用於白光LED的熒光SiC
    1.4.2  褶皺鏡
    1.4.3  用於生物醫學應用的多孔SiC膜
    1.4.4  石墨烯納米帶
  1.5  總結
  參考文獻
第2章  碳化硅歐姆接觸工藝和表徵
  2.1  引言
  2.2  歐姆接觸：定義、原理和對半導體參數的依賴性
  2.3  接觸電阻率測量的方法、極限和精度
    2.3.1  TLM測量接觸電阻率
    2.3.2  TLM約束
    2.3.3  TLM精度
    2.3.4  TLM測試結構設計和參數計算實例
  2.4  n型SiC歐姆接觸製備
    2.4.1  n型SiC的鎳基歐姆接觸
    2.4.2  硅化鎳歐姆接觸的實用技巧和工藝兼容性
    2.4.3  n型SiC的無鎳歐姆接觸
    2.4.4  注入n型SiC歐姆接觸的形成
  2.5  p型SiC的歐姆接觸
    2.5.1  p型SiC的Al基和Al/Ti基接觸
    2.5.2  製作p型SiC Al基和Al/Ti基接觸的實用技巧
    2.5.3  p型SiC歐姆接觸的其他金屬化方案
    2.5.4  重摻雜p型SiC歐姆接觸
  2.6  歐姆接觸形成與SiC器件工藝的兼容性
    2.6.1  背面歐姆接觸的激光退火
  2.7  SiC歐姆接觸的保護和覆蓋
  2.8  結論
  參考文獻
第3章  碳化硅肖特基接觸：物理、技術和應用
  3.1  引言
  3.2  SiC肖特基接觸的基礎
    3.2.1  肖特基勢壘的形成
    3.2.2  肖特基勢壘高度的實驗測定
    3.2.3  n型和p型SiC的肖特基勢壘
    3.2.4  4H-SiC肖特基二極體的正反向特性
  3.3  SiC肖特基勢壘的不均勻性

    3.3.1  SBH不均勻性的實驗證據
    3.3.2  非均勻肖特基接觸建模
    3.3.3  肖特基勢壘納米級不均勻性的表徵
  3.4  高壓SiC肖特基二極體技術
    3.4.1  肖特基勢壘二極體（SBD）
    3.4.2  結勢壘肖特基(JBS)二極體
    3.4.3  導通電阻(RON)和擊穿電壓(VB)之間的折中
    3.4.4  4H-SiC肖特基二極體的邊緣終端結構
    3.4.5  SiC異質結二極體
  3.5  SiC肖特基二極體應用示例
    3.5.1  在電力電子領域的應用
    3.5.2  溫度感測器
    3.5.3  UV探測器
  3.6  結論
  參考文獻
第4章  碳化硅功率器件的現狀和前景
  4.1  引言
  4.2  材料和技術局限
    4.2.1  襯底和外延層
  4.3  器件類型和特性
    4.3.1  橫向溝道JFET
    4.3.2  垂直溝道JFET
    4.3.3  雙極SiC器件和BJT
    4.3.4  平面MOSFET（DMOSFET）
    4.3.5  溝槽MOSFET
  4.4  性能極限
    4.4.1  溝道遷移率
    4.4.2  溝槽MOSFET中的單元間距
  4.5  材料和技術曲線
    4.5.1  超結結構
    4.5.2  使用其他WBG材料的垂直器件
  4.6  系統優勢及應用
  4.7  SiC電子學的挑戰
  4.8  魯棒性和可靠性
    4.8.1  表面電場控制
    4.8.2  柵氧化層可靠性
    4.8.3  閾值電壓穩定性
    4.8.4  短路能力
    4.8.5  功率循環
    4.8.6  高溫和潮濕環境下的直流存儲
  4.9  結論和預測
  參考文獻
第5章  碳化硅發現、性能和技術的歷史概述
  5.1  引言
  5.2  SiC的發現
    5.2.1  Acheson工藝
    5.2.2  自然界中的SiC
  5.3  SiC材料性能
    5.3.1  SiC的化學鍵和晶體結構
    5.3.2  SiC多型體的晶體結構和符號

    5.3.3  SiC多型體的穩定性、轉化和丰度
    5.3.4  SiC的化學物理性質
    5.3.5  SiC的多型性和電性能
    5.3.6  SiC作為高溫電子材料
    5.3.7  SiC作為大功率電子材料
  5.4  早期無線電技術中的SiC
  5.5  SiC的電致發光
  5.6  SiC變阻器
  5.7  Lely晶圓
  5.8  SiC體單晶生長
  5.9  SiC外延生長
  5.10  SiC電子工業的興起
    5.10.1  Cree Research公司成立和第一款商用藍光LED
    5.10.2  工業SiC晶圓生長
    5.10.3  SiC電力電子的前提條件和需求
    5.10.4  4H-SiC多型體作為電力電子材料
    5.10.5  4H-SiC單極功率器件
    5.10.6  4H-SiC功率雙極器件的發展
    5.10.7  SiC車用電力電子器件的出現
  5.11  結論
  參考文獻
第6章  碳化硅器件中的電介質：技術與應用
  6.1  引言
    6.1.1  界面俘獲電荷效應及要求
    6.1.2  近界面陷阱效應
    6.1.3  SiC MOS界面的要求
  6.2  SiC器件工藝中的電介質
    6.2.1  SiC器件中的二氧化硅
    6.2.2  SiC器件中的氮化硅
    6.2.3  SiC器件中的高κ介質
  6.3  SiC器件工藝中使用的介質沉積方法
    6.3.1  SiC上電介質的等離子體增強化學氣相沉積
    6.3.2  使用TEOS沉積氧化硅薄膜
    6.3.3  SiC器件中柵介質的原子層沉積
    6.3.4  SiC上沉積介質的緻密化
    6.3.5  沉積方法小結
  6.4  SiC熱氧化
    6.4.1  SiC氧化速率和改進的Deal-Grove模型
    6.4.2  SiC熱氧化過程中引入的界面陷阱
    6.4.3  高溫氧化
    6.4.4  低溫氧化
    6.4.5  氧化後退火
    6.4.6  熱氧化結論
  6.5  其他提高溝道遷移率的方法
    6.5.1  鈉增強氧化
    6.5.2  反摻雜溝道區
    6.5.3  替代SiC晶面
  6.6  表面鈍化
  6.7  總結
  參考文獻

第7章  碳化硅離子注入摻雜
  7.1  引言
  7.2  離子注入技術
    7.2.1  離子注入物理基礎
    7.2.2  離子注入技術基礎
  7.3  SiC離子注入的特性
    7.3.1  一般考慮
    7.3.2  SiC離子注入摻雜劑
    7.3.3  注入損傷
    7.3.4  熱注入
    7.3.5  注入後退火、激活和擴散
    7.3.6  SiC器件要求
    7.3.7  其他SiC注入評論
  7.4  n型摻雜
    7.4.1  n-摻雜原子
    7.4.2  n型注入過程中的加熱
  7.5  p型摻雜
    7.5.1  p型摻雜劑
    7.5.2  P型摻雜原子的擴散
    7.5.3  鋁摻雜
    7.5.4  加熱注入
  7.6  注入後退火
    7.6.1  快速熱退火
    7.6.2  超高溫常規退火（CA）和微波退火（MWA）
    7.6.3  激光退火
    7.6.4  其他技術
    7.6.5  鋁注入後退火的優化
    7.6.6  表面粗糙度
    7.6.7  帽層
    7.6.8  電激活
  7.7  晶體質量和電活性缺陷
  7.8  通道效應和雜散效應
    7.8.1  SiC晶體中的通道效應
    7.8.2  平面/橫截面雜散效應
    7.8.3  盒型分佈簡介
  7.9  等離子體注入
  7.10  離子注入模擬
  7.11  注入層診斷技術
    7.11.1  二次離子質譜(SIMS)
    7.11.2  電學測量
    7.11.3  盧瑟福背散射譜（RBS）
    7.11.4  透射電子顯微鏡（TEM）
    7.11.5  拉曼光譜
    7.11.6  X射線衍射（XRD）
    7.11.7  橫截面成像技術
  7.12  注入服務供應商
  7.13  SiC離子注入設備
  7.14  結論和挑戰
  參考文獻
第8章  碳化硅的等離子體刻蝕

  8.1  引言
  8.2  氣體化學——刻蝕機制
    8.2.1  SiC刻蝕氣體化學
    8.2.2  表面富碳層
    8.2.3  Cl基試劑
    8.2.4  使用不同氟基氣體有關的結果
    8.2.5  氣體混合物中添加劑（N2、H2、O2、Ar、He）的作用
  8.3  刻蝕速率
    8.3.1  壓力的作用
    8.3.2  襯底基板射頻功率/直流自偏壓的作用
    8.3.3  ICP射頻功率（源/線圈功率）的作用
    8.3.4  氣流的作用
    8.3.5  晶面的作用
    8.3.6  摻雜類型的作用
    8.3.7  腔室/襯底電極幾何形狀的作用
    8.3.8  襯底溫度的作用
    8.3.9  負載效應
  8.4  刻蝕表面/側壁的形貌
    8.4.1  微掩模效應
    8.4.2  深（10μm）刻蝕后的微掩模效應
    8.4.3  SiC表面離子刻蝕的拋光效果
    8.4.4  微溝槽效應
    8.4.5  各向同性刻蝕
    8.4.6  側壁形狀
    8.4.7  傾斜刻蝕掩模的傾斜側壁
    8.4.8  垂直划痕
  8.5  掩模材料（黏附性、微掩模效應、選擇性）
  8.6  刻蝕前後的表面處理
  8.7  刻蝕過程中SiC樣品的載體
  8.8  SiC中的DRIE(深RIE)工藝：通孔形成-MEMS
    8.8.1  連續刻蝕工藝
    8.8.2  Bosch工藝
  8.9  納米柱/納米線形成
  8.10  刻蝕后的電性能
  8.11  主要結論
  參考文獻
第9章  碳化硅納米結構和相關器件製造
  9.1  引言
  9.2  SiC納米晶粒
    9.2.1  基於Si到SiC轉換的SiC納米晶體製備
    9.2.2  SiC納米晶體的化學氣相製備
    9.2.3  基於電化學和化學腐蝕的SiC納米晶體形成方法
    9.2.4  SiC納米晶體的化學合成
    9.2.5  激光燒蝕形成SiC納米晶體
    9.2.6  SiC納米晶體的其他製備方法
    9.2.7  其他（非立方）多型體SiC納米晶體的形成
    9.2.8  SiC中空納米球、納米籠和核殼納米球的形成
    9.2.9  SiC納米晶體的發光
    9.2.10  SiC 0D納米結構的應用
  9.3  SiC納米線和納米管的自下而上生長

    9.3.1  NW自下而上生長概述
    9.3.2  無模板的SiC納米線生長
    9.3.3  模板輔助SiC納米線生長
    9.3.4  SiC NW自下而上形成技術的結論
  9.4  SiC NW自上而下的形成
  9.5  SiC NW基器件加工技術
  9.6  SiC納米結構的功能化
  9.7  SiC納米線的應用
  9.8  結論
  參考文獻

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