退火方式對Ni-SiC歐姆接觸的影響.pdf

1、碳化硅(SiliconCarbide，SiC)，是第三代半導(dǎo)體材料中的核心材料之一。要使得SiC材料在高溫、大功率和高頻半導(dǎo)體器件領(lǐng)域的潛力得到開發(fā)，需解決的一個(gè)關(guān)鍵工藝問題就是制備高穩(wěn)定性和低電阻的歐姆接觸。到目前為止，良好的歐姆接觸制備對SiC材料的工藝來說仍然是最重要和活躍的幾個(gè)研究方面之一。
　　本文采用磁控濺射法在n型4H-SiC的Si面制備了Ni接觸層，并使用金屬掩模板覆蓋的方法制作出了電極圖形。一組樣品以850～10

2、50℃的溫度進(jìn)行了傳統(tǒng)快速熱退火(RTA)，另一組樣品并以波長248nm、頻率30Hz、脈寬2.5ns、單脈沖能量200～300mJ的激光進(jìn)行輻照退火(LSA)。隨后采用HMS、OM、XRD、Raman光譜、SEM、AFM、EDS、TEM等分析、測試方法分別對沉積態(tài)樣品與兩種退火方式退火樣品的伏安特性曲線、宏觀表面形貌、結(jié)構(gòu)與物相、微觀表面形貌、元素組成、截面微觀形貌進(jìn)行了測試與觀察。
　　測試與分析表明，兩種退火方式均使樣品形成

3、了歐姆接觸，并有以下結(jié)論:RTA樣品Ni電極表面嚴(yán)重球縮，而LSA樣品表面較為平整，沉積態(tài)、RTA、LSA樣品電極的表面粗糙度RMS值分別為8.65nm、91.3nm、17.5nm。RTA樣品Ni/SiC界面被嚴(yán)重侵蝕，界面處SiC晶片表面粗糙度RMS值為21nm;整個(gè)Ni層內(nèi)都有Si元素分布，說明Ni層已完全耗盡，與Si反應(yīng)生成了NiSi化合物，而不與Ni反應(yīng)的C元素則形成平均尺寸40(A)的團(tuán)簇，并呈層狀富集在距離Ni/SiC界面約

4、20-30nm區(qū)域內(nèi)。LSA樣品Ni/SiC界面十分平整，界面處SiC晶片表面粗糙度RMS值為9.67nm;少量Ni元素進(jìn)入了SiC襯底內(nèi)，在距離Ni/SiC界面幾納米到幾十納米深度范圍，形成了一個(gè)C、Si、Ni三種元素分布均勻的三元相擴(kuò)散層，C團(tuán)簇平均尺寸12(A)，未形成明顯的富集區(qū)，同時(shí)，未見Si、C元素向上擴(kuò)散至Ni層。
　　相比于RTA，LSA法制備出的歐姆接觸在電極表面形貌、界面形貌、電極層組分均勻性等方面都具有明顯優(yōu)