黄玲琴 朱靖 马跃 梁庭 雷程 李永伟 谷晓钢‡

1) (江苏师范大学电气工程及自动化学院, 徐州 221000)

2) (中北大学, 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 太原 030051)

(2021 年4 月11 日收到; 2021 年6 月27 日收到修改稿)

1 引 言

第三代半导体碳化硅 (SiC)具有宽禁带、高临界击穿电场、高热导率等优异性能, 是制备高温、高频、大功率、低功耗器件的理想半导体材料. 对比Si 器件, SiC 器件的品质因数优越103以上, 使用SiC 器件的电力系统可以节能达70%[1,2]. 因此,在当前环境污染日益严重, 能源日趋紧张的社会背景下, SiC 电力电子器件的研制和发展非常重要.

目前, 基于SiC 的二极管、场效应晶体管(MOSFET)、晶闸管、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等器件得到了一定的应用[3]. 然而, SiC 材料特性的优势并没有在SiC 器件性能中得以充分发挥, 原因在于SiC 器件研制中的一些关键技术难题未能解决, 成为了阻碍SiC 器件发展和应用的瓶颈, 其中金属接触问题就是当前迫切需要解决的关键问题[4-15].

金属/SiC 可形成欧姆接触或肖特基接触, 其性能的好坏直接关系到器件的效率、增益、开关速度等性能指标. 制备低电阻高稳定的SiC 欧姆接触和整流特性良好的肖特基接触是决定SiC 在高温、高频、大功率、低功耗器件领域应用潜力得以充分发挥的关键. 然而, 良好的SiC 欧姆接触尤其是p型SiC 欧姆接触难以制备, SiC 肖特基接触整流特性还有待进一步改善.

本文针对SiC 电力电子器件高性能金属接触制备难题, 首先对SiC 欧姆接触和肖特基接触研究现状进行分析, 揭示了决……