Schottkyバリアダイオード用のALN半導体ウェーハ

With the increasing demand for high-power, high-frequency, and high-temperature applications, wide bandgap semiconductor materials have become a popular research direction in the field of power electronics. Aluminum nitride (AlN), as a material with ultra wide bandgap, high thermal conductivity, and high breakdown field strength, has gradually attracted attention from both academia and industry. Especially in power devices, AlN semiconductor has demonstrated significant advantages in the application of Schottky barrier diodes (SBDs). PAM-XIAMEN can provide AlN single crystal substrates and templates for the preparation of SBD devices. For specifications, please refer to:

1）AlN基板

https://www.powerwaywafer.com/aln-substrate.html

2）AlNテンプレート

https://www.powerwaywafer.com/aln-single-crystal-substrate-template-4.html

1. 使用する理由AlNS半導体製造するウェーハショットキーバリアDヨード？

第一に、窒化アルミニウム半導体のウルトラワイドバンドギャップは約6.2 eVであり、従来のシリコン（SI）よりもはるかに高く、炭化シリコン（SIC）や窒化ガリウム（GAN）などの広いバンドギャップ材料があります。ウルトラワイドバンドギャップの利点は、ショットキーバリアダイオードの逆漏れ電流を大幅に減らし、高温および高電圧条件下でより安定させることです。これは、漏れ電流が低いとエネルギー損失を減らし、デバイスの効率を改善する可能性があるため、高電圧電力機器と高周波電力変換アプリケーションにとって特に重要です。

図1ブレークダウン電圧とALNの抵抗との関係

第二に、ALNの熱伝導率は285 w/m・Kに達します。これは、シリコンやアルセニドガリウム（GAAS）などの従来の材料と比較して有意な熱散逸の利点があります。高い熱伝導率とは、ALNベースのSBDが高出力アプリケーションで熱を迅速に放散できることを意味し、デバイスの過熱と故障を回避します。優れた熱管理は、長期間動作する高周波パワー回路または高電力機器のコンポーネントの長期的な信頼性にとって重要です。

さらに、ALNには最大15 mV/cmの故障フィールド強度があり、高電圧条件下でSI、SIC、およびGANよりも有利になります。ブレークダウンフィールド強度が高いということは、ALN半導体のSBDがより高い逆電圧に耐えることができることを意味します。これは、電子抵抗を必要とする電子電子デバイスと電力変換デバイスにとって重要です。高い分解フィールドの強度により、デバイスのサイズが縮小され、小さなパッケージで高出力密度を提供できます。

2.ショットキーCオンタクトの AlN SBD

Schottkyの連絡先プロセスは、ALN亜和ベースのSBDの製造における重要なステップの1つです。 Schottkyコンタクトの品質は、順方向伝導電圧、漏れ電流、破壊電圧などのパラメーターなど、ダイオードのパフォーマンスに直接影響します。したがって、ALN SBDのSchottky連絡プロセスを最適化することが、そのパフォーマンスを確保するためのコアです。

Schottkyコンタクトの鍵は、適切な金属を選択して、金属半導体の接触が適切なSchottkyバリアの高さを持つようにすることです。一般的なショットキーコンタクト金属には、プラチナ（PT）、ニッケル（NI）、チタン（TI）、パラジウム（PD）、および金（AU）が含まれます。これらの金属には機能機能が高く、ALN半導体と接触すると、適切なSchottkyバリアを形成できます。具体的には：

Platinum（PT）：高い作業機能を使用すると、潜在的な障壁の高さを提供でき、通常、低漏れ電流を必要とする高出力アプリケーションで使用されます。

ニッケル（NI）：高温用途で一般的に使用される適切な作業機能と熱安定性を所有しています。

チタン（TI）とパラジウム（PD）は仕事機能が低く、順方向伝導電圧が低い用途に適しています。

Aln Waferで製造されたSBDの性能を最適化するために、Schottkyコンタクトの設計は通常、バリアの高さと前方伝導電圧の関係のバランスをとる必要があります。バリアの高さが高いと、漏れ電流が減少するのに役立ちますが、バリアの高さが低いと前方伝導電圧を減らすことができます。適切な金属を選択し、適切な接触構造を設計することにより、2つの間にバランスがあります。

3.調査 PAlNショットキーの進歩B配達人Dヨード

近年、ALN半導体ベースのSBDは、1kVの分解電圧と高温安定性の達成に大きな進歩を遂げています。 Irokawa et al。意図しないN型ドープALN単結晶基質で横断ALNベースのSBDを達成し、最大573 Kの高温安定性を備えています。しかし、これらのデバイスの理想的な要因は11.7と同じであり、電子移動メカニズムがよく知られている熱的発光モデル（TE）モデルから逸脱していることを示しています。 Kinoshita et al。水素化蒸気相エピタキシー（HVPE）ALNエピタキシャル層の成長に使用される種子層を除去することにより、垂直ALNベースのSBDを開発しました。これらのダイオードは、550-770Vの分解電圧を達成でき、理想的な因子は8に最適化されています。ただし、導電性ALN基質がないため、垂直ALNベースのSBDの製造に使用される基質除去プロセスは、デバイスの損傷をもたらす可能性があります。 Fu et al。 1KVを超える分解電圧を備えた横断ALNベースのSBDを報告し、ALNベースの電子電子デバイスの可能性を示しています。 Maeda et al。最近、Schottkyバリアの良好な熱安定性と不均一な分布を示す分子ビームエピタキシー（MBE）を使用したALNベースのSBDの調製を研究しました。研究によると、ALNエピタキシャル膜の欠陥は、前方および逆流輸送に大きな影響を与えることが示されており、ALN半導体デバイスの性能を改善するための鍵は、材料の欠陥を減らすことです。

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