SiC表面ECR氫等離子體處理研究.pdf

1、SiC是第三代半導體材料，由于其禁帶寬度大、熱傳導率高、熱穩(wěn)定性好，在高溫、高頻、大功率電子器件領域將會得到廣泛的應用。但是SiC晶片表面存在很高的表面態(tài)，不利于制備良好的歐姆接觸，不利于形成良好的SiO2/SiC界面，嚴重影響MOS器件的性能。關于SiC的表面處理工藝，主要有傳統(tǒng)濕法清洗、高溫氫氣處理、等離子體處理等。傳統(tǒng)濕法清洗比較成熟，但清洗后表面殘留的雜質離子太多；常壓氫氣處理具有不引入雜質粒子、氫鈍化效果好以及表面抗氧化能力強

2、等特點，但其處理溫度在1000℃以上，與器件的工藝相容性較差；利用射頻(RF)氫等離子處理SiC表面，在200℃即可得到干凈平整的表面，但是表面發(fā)生了√3×√3重構。 本文采用電子回旋共振(ECR)氫等離子體發(fā)生系統(tǒng)對n型4H-SiC(0001)表面進行處理，并利用原位高能電子衍射(RHEED)對處理過程進行實時監(jiān)控，探索了氫等離子體處理SiC的工藝條件；研究了氫等離子體處理對SiC表面化學結構和抗氧化能力的影響；低溫氫等離子體

3、處理對MOS電容器件和歐姆接觸的影響。實驗結果表明：在200℃～700℃溫度范圍內在恰當?shù)奶幚頃r間內表面原子排列變得更加規(guī)則，單晶取向性好，計算表明表面未發(fā)生重構。但是如果處理時間過長，表面原子排列將被破壞，有轉化為非晶態(tài)的趨勢。用X射線光電子能譜(XPS)技術對氫等離子體處理后的表面成分進行分析，結果顯示，表面C/C-H污染物被去除、氧含量降低、抗氧化性增強。在低溫氫等離子體處理后的SiC上制備MOS電容器件和歐姆接觸，分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)氫