TiC-n型4H-SiC半導(dǎo)體歐姆接觸研究.pdf

1、新一代半導(dǎo)體材料碳化硅(SiC)是制作高溫、高頻、高功率器件的理想材料，歐姆接觸技術(shù)是新型半導(dǎo)體材料尤其是寬帶隙半導(dǎo)體器件研究的難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)。歐姆接觸不僅與電極材料的種類有關(guān)，還受半導(dǎo)體表面態(tài)的影響。本文選用新型電極材料TiC，并結(jié)合課題組自主開(kāi)發(fā)的ECR(電子回旋共振)氫等離子體表面處理技術(shù)對(duì)TiC/SiC歐姆接觸進(jìn)行了研究。 金屬碳化物材料TiC是一種低阻穩(wěn)定的化合物金屬，其功函數(shù)低于4H-SiC，且與SiC粘附性好，所以

2、是制備n型4H-SiC歐姆接觸的理想材料。本文利用ECR氫等離子體處理SiC表面，采用濺射法和剝離工藝制備TiC電極，并在低溫(＜800℃)條件下退火。采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸線模型法(TLM)測(cè)量并計(jì)算比接觸電阻ρc。結(jié)果表明，TiC電極無(wú)需退火即可形成歐姆接觸，若采用ECR氫等離子體處理能明顯降低比接觸電阻，并在600℃退火時(shí)獲得了最小的比接觸電阻值2.45×10-6Ω·cm2；當(dāng)退火溫度超過(guò)600℃時(shí)，歐姆接觸性能開(kāi)始退化，但是比接觸電阻仍然

3、低于未經(jīng)氫等離子體處理的樣品，說(shuō)明ECR等離子體處理對(duì)防止高溫歐姆接觸性能劣化仍有明顯的效果。 ECR等離子體對(duì)歐姆接觸性能的改善歸因于氫等離子體對(duì)SiC表面的清洗作用及表面態(tài)鈍化作用。利用X射線衍射(XRD)考察各種退火溫度下電極材料與SiC界面間物相及物相結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明800℃退火比接觸電阻的增加是由于接觸界面處C堆積造成的。 采用ECR氫等離子體處理SiC表面制備的TiC/n型4H-SiC歐姆接觸，表現(xiàn)出顯著