n型4H-SiC歐姆接觸的研究.pdf

1、寬帶隙半導(dǎo)體SiC是制作高溫、高頻及抗輻射功率器件的理想材料。歐姆接觸問(wèn)題是寬帶隙半導(dǎo)體器件研究中的技術(shù)難點(diǎn)。歐姆接觸不僅與金屬電極材料種類(lèi)有關(guān)，還受半導(dǎo)體表面態(tài)的影響。關(guān)于如何降低金屬電極與半導(dǎo)體的歐姆接觸電阻率，本文針對(duì)各種金屬材料并結(jié)合SiC表面處理技術(shù)進(jìn)行了研究。 本文采用NiCr合金、Ti等金屬材料作為歐姆接觸材料，研究了n型4H-SiC制備歐姆接觸的工藝條件，尤其是合金化溫度對(duì)歐姆接觸的影響。利用傳輸線模型法(TLM

2、)和圓形傳輸線模型(CTLM)法測(cè)量金屬/SiC接觸的Ⅰ-Ⅴ曲線，計(jì)算比接觸電阻p<,c>。利用X射線衍射(XRD)法考察不同熱處理溫度下電極材料與SiC界面間物相及物相結(jié)構(gòu)的變化，以分析電學(xué)性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)間的聯(lián)系。最后綜合分析了影響歐姆接觸的因素及其理論機(jī)制，并通過(guò)電學(xué)解析與工藝優(yōu)化相結(jié)合，探索降低歐姆接觸電阻的合理方法。 Ni基金屬體系是n型4H-SiC歐姆電極的常用金屬，本文采用NiCr作為金屬材料，高溫退火后形成歐姆接觸

3、，900℃退火時(shí)得到最低的比接觸電阻值為5.69×10<'-5>Ω·cm<'2>。 本文還研究了低溫退火制備Ti/SiC歐姆接觸。經(jīng)過(guò)氫鈍化的SiC表面，沉積金屬Ti后即可獲得歐姆接觸，比接觸電阻值為2.25×10<'-3>Ω·cm<'2>，低溫退火后，比電阻值降低，400℃合金時(shí)，得到最低的比接觸電阻值為2.07×10<'-4>Ω2·cm<'2>。本實(shí)驗(yàn)采用的工藝避免了歐姆接觸所需的800-1200℃的高溫合金，大大降低了工藝