TiC-n型4h-SiC氮氫等離子體處理與歐姆接觸關(guān)系的研究.pdf

1、作為第三代半導體材料，SiC具有禁帶寬度大、臨界擊穿場強高、載流子飽和漂移速度大、熱導率高等優(yōu)點，是制作高溫、高壓、高頻、大功率器件的理想材料，而制作電阻率低且穩(wěn)定的歐姆接觸是SiC器件應用的前提。歐姆接觸的質(zhì)量與電極材料的種類和半導體表面態(tài)直接相關(guān)，表面處理可以起到調(diào)控SiC表面態(tài)的作用。本文選用TiC作為接觸電極，結(jié)合ECR氮氫等離子體表面處理技術(shù)，對表面處理參數(shù)與歐姆接觸質(zhì)量的關(guān)系進行了研究。
　　TiC電阻率低且化學性質(zhì)穩(wěn)

2、定，功函數(shù)為3.94 eV，低于其他常用歐姆接觸電極材料，是SiC歐姆接觸的理想電極材料。本文用不同配比的氮氫等離子體處理SiC表面，光刻圓點電極圖形，利用磁控濺射技術(shù)在SiC表面淀積TiC薄膜，通過剝離形成所需電極圖形，最后將多個實驗樣品在不同溫度下退火并進行電學測試，采用圓點傳輸線模型(CTLM)法計算接觸電阻率。計算結(jié)果表明無論是否經(jīng)過氮氫等離子體處理，TiC電極未經(jīng)退火就能與SiC形成歐姆接觸，退火可明顯降低接觸電阻率，在400

3、℃退火時歐姆接觸電阻率達到最低，600℃時接觸電阻率與400℃相比無明顯變化，制備工藝滿足低溫退火需求。
　　經(jīng)過ECR氮氫等離子體表面處理的樣品接觸電阻率明顯低于未經(jīng)處理的樣品，并且隨著氮氣流量的增加，歐姆接觸電阻率降低，當氫氣流量60 sccm，氮氣流量12 sccm時，本實驗獲得最低歐姆接觸電阻率，為1.34×10-5Ω·cm2。
　　同時，在表面處理過程中，氮流量的增加降低了等離子體處理對時間的敏感程度，實驗結(jié)果表明