低温退火制备Ti/4H-SiC欧姆接触

实现SiC器件欧姆接触常规工艺需要800～1200℃的高温退火.研究了n型4H-SiC低温制备Ti欧姆电极的工艺及其基本电学特性.通过氢等离子体处理4H-SiC的表面,沉积Ti后可直接形成欧姆接触,室温下比接触电阻率ρc为2.25×10-3 Ω·m2(ρc由圆形传输线模型CTLM测得),随着合金温度的升高,其欧姆特性逐渐增强,400℃合金后获得最低的比接触电阻率ρc为2.07×10-4 Ω·m2.采用X射线衍射(XRD)确定金属/n-SiC界面反应时形成的相,以分析电学性质与微观结构间的联系.最后讨论了低温欧姆接触的形成机制.     

n型6H-SiC体材料欧姆接触的制备

本文报道了采用Au／NiCr在n型6H－SiC体材料上制备欧姆接触的实验结果，依次蒸发NiCr合金（重量百分比为80％Ni：20％Cr）和金层，高温退火后形成欧姆接触，用改进的四探针法测得最小比接触电阻为8.4e-5·cm2．达到了应用的要求．     

异质结n+多晶硅/n型4H-SiC欧姆接触的制备

从理论和实验的角度研究了n型4H-SiC上的多晶硅欧姆接触.在P型4H-SiC外延层上使用P+离子注入来形成TLM结构的n阱.使用LPCVD淀积多晶硅并通过P+离子注入及扩散进行掺杂,得到的多晶硅方块电阻为22Ω/□.得到的n+多晶硅/n-SiC欧姆接触的比接触电阻为3.82×10-5Ω·cm2,接触下的注入层的方块电阻为4.9kΩ/□.对n+多晶硅/n-SiC欧姆接触形成的机理进行了讨论.     

n型4H-SiC同质外延层上欧姆接触的研究

介绍了n -SiC/Ti/Pt欧姆接触的制备方法及其接触特性,其中n -SiC外延层是通过化学气相淀积的方法在偏离(0001)方向7.86.的4H-SiC衬底上进行同质外延生长所得.对于n -SiC/Ti/Pt接触系统,通过合金实验得到最优的欧姆接触制备条件,得到最小的比接触电阻为2.59×10-6 Ω·cm2,满足器件性能,为各种SiC器件的实现奠定了基础.同时,该接触系统还具有很好的高温稳定性,在100 h的400℃高温存储实验后,其比接触电阻基本稳定.     

4H-SiC欧姆接触与测试方法研究

主要针对不同金属和工艺条件下的4H-SiC欧姆接触特性进行对比研究,形成4H-SiC的优良欧姆接触的最佳条件。通过TLM方法结合四探针测量得到特征接触电阻率,测得NiCr和Ni与4H-SiC的最佳特征接触电阻率分别达到ρc=9.02×10-6Ω.cm2,ρc=2.22×10-7Ω.cm2,能够很好满足SiC器件的需要。     

n型4H-SiC欧姆接触特性

对不同工艺条件下的NiCr/4H-SiC欧姆接触特性进行了对比研究，得到了良好欧姆接触的最佳工艺条件，为SiC MESFET器件的实现奠定了基础. 文中介绍了欧姆接触的工艺流程，并通过TLM方法测量特征接触电阻率，测得NiCr/4H-SiC的最佳特征接触电阻率达到1.24e-5Ω·cm2，能够很好地满足SiC MESFET器件的需要.     

n型4H-SiC欧姆接触特性

对不同工艺条件下的NiCr/4H-SiC欧姆接触特性进行了对比研究,得到了良好欧姆接触的最佳工艺条件,为SiC MESFET器件的实现奠定了基础.文中介绍了欧姆接触的工艺流程,并通过TLM方法测量特征接触电阻率,测得NiCr/4H-SiC的最佳特征接触电阻率达到1.24×10-5Ω·cm2,能够很好地满足SiC MESFET器件的需要.     

n型4H-SiC欧姆接触特性

对不同工艺条件下的NiCr/4H-SiC欧姆接触特性进行了对比研究,得到了良好欧姆接触的最佳工艺条件,为SiC MESFET器件的实现奠定了基础.文中介绍了欧姆接触的工艺流程,并通过TLM方法测量特征接触电阻率,测得NiCr/4H-SiC的最佳特征接触电阻率达到1.24×10-5Ω·cm2,能够很好地满足SiC MESFET器件的需要.     

高能量钒注入n型4H-SiC的欧姆接触形成

借助二次离子质谱法分析了注入的钒离子在碳化硅中的分布.即使经过1650℃的高温退火,钒在碳化硅中的再扩散也不显著.退火并没有导致明显的钒向碳化硅表面扩散形成堆积的现象,由于缺少钒的补偿作用,表面薄层的自由载流子浓度保持不变.采用线性传输线模型测量了钒注入n型4H-SiC上的Ni基接触电阻,在1050℃下,在氮、氢混合气体中退火10min,形成的最低比接触电阻为4.4×10-3Ω·cm2.金属化退火后的XRD分析结果表明,镍、碳化硅界面处形成了Ni2Si和石墨相.观测到的石墨相是由于退火导致C原子外扩散并堆积形成,同时在碳化硅表面形成C空位.C空位可以提高有效载流子浓度,降低势垒高度并减小耗尽层宽度,对最终形成欧姆接触起到了关键作用.     

磷注入4H-SiC（0001）的欧姆接触特性

摘要: 研究了不同剂量的磷注入4H–SiC层经高温退火处理后的电学特性。通过在1650 ?C 退火30分钟激活了注入的磷离子。TLM及Hall法测试的结果表明,尽管随着磷注入浓度的增加而产生的位错环使得Ni/SiC界面处势垒增高,仍形成了良好的镍欧姆接触,表面接触电阻率为1.30?10-6Ω.cm2。磷注入层电阻率随着磷掺杂浓度的升高而减小。通过对不同注入剂量下电子浓度随温度的变化曲线进行测试,结果表明在200–500K的温度范围内,磷注入层的电子浓度与温度基本无关。     

n-GaN 基 Ti／AI／Ni／Au的欧姆接触高温特性

研究了在高温工作环境下Ti／A1／Ni／Au（15nm／220nm／40nm／50nm）四层复合金属层与n-GaN的欧姆接触的高温工作特性，退火后样品在500℃高温下工作仍能显示出良好的欧姆接触特性；接触电阻率随测量温度的增加而增大，且增加幅度与掺杂浓度有密切关系，掺杂浓度越高，其接触电阻率随测量温度的升高而增加越缓慢；重掺杂样品的Ti／A1／Ni／Au-n-GaN欧姆接触具有更佳的高温可靠性；当样品被施加500℃，1h的热应力后，其接触电阻率表现出不可恢复性增加。     

n-GaN基Ti/Al/Ni/Au的欧姆接触高温特性

研究了在高温工作环境下Ti/Al/Ni/Au(15nm/220nm/40nm/50nm)四层复合金属层与n-GaN的欧姆接触的高温工作特性.退火后样品在500℃高温下工作仍能显示出良好的欧姆接触特性;接触电阻率随测量温度的增加而增大,且增加幅度与掺杂浓度有密切关系.掺杂浓度越高,其接触电阻率随测量温度的升高而增加越缓慢;重掺杂样品的Ti/Al/Ni/Au-n-GaN欧姆接触具有更佳的高温可靠性;当样品被施加500℃,1h的热应力后,其接触电阻率表现出不可恢复性增加.     

n-GaN基Ti/Al/Ni/Au的欧姆接触高温特性

研究了在高温工作环境下Ti/Al/Ni/Au(15nm/220nm/40nm/50nm)四层复合金属层与n-GaN的欧姆接触的高温工作特性.退火后样品在500℃高温下工作仍能显示出良好的欧姆接触特性;接触电阻率随测量温度的增加而增大,且增加幅度与掺杂浓度有密切关系.掺杂浓度越高,其接触电阻率随测量温度的升高而增加越缓慢;重掺杂样品的Ti/Al/Ni/Au-n-GaN欧姆接触具有更佳的高温可靠性;当样品被施加500℃,1h的热应力后,其接触电阻率表现出不可恢复性增加.     

高能量钒注入n型4H-SiC的欧姆接触形成

借助二次离子质谱法分析了注入的钒离子在碳化硅中的分布.即使经过1650℃的高温退火,钒在碳化硅中的再扩散也不显著.退火并没有导致明显的钒向碳化硅表面扩散形成堆积的现象,由于缺少钒的补偿作用,表面薄层的自由载流子浓度保持不变.采用线性传输线模型测量了钒注入n型4H-SiC上的Ni基接触电阻,在1050℃下,在氮、氢混合气体中退火10min,形成的最低比接触电阻为4.4×10-3Ω·cm2.金属化退火后的XRD分析结果表明,镍、碳化硅界面处形成了Ni2Si和石墨相.观测到的石墨相是由于退火导致C原子外扩散并堆积形成,同时在碳化硅表面形成C空位.C空位可以提高有效载流子浓度,降低势垒高度并减小耗尽层宽度,对最终形成欧姆接触起到了关键作用.     

多层金属-n型4H-SiC的欧姆接触

研究了热退火条件下Au/Ti/Ni-4H-SiC欧姆接触形成机制.通过950 ℃下的快速热退火形成的最低欧姆接触电阻为2.765×10-6 Ω·cm2.SIMS分析表明退火过程中NiSi化合物的形成会带来SiC内部多余C原子的溢出,并在接触面上与Ti形成间隙化合物TiC.这一过程造成接触表面存在由大量C空位形成的缺陷层从而增强了表面间接隧穿.通过界面能带结构图直观地解释了欧姆接触在热退火条件下的形成机制.     

Ni基n型SiC材料的欧姆接触机理及模型研究

研究了Ni基n型SiC材料的欧姆接触的形成机理,认为合金化退火过程中形成的C空位(Vc)而导致的高载流子浓度层对欧姆接触的形成起了关键作用。给出了欧姆接触的能带结构图,提出比接触电阻ρC由ρC1和ρC2两部分构成。ρC1是Ni硅化物与其下在合金化退火过程中形成的高载流子浓度层间的比接触电阻,ρC2则由高载流子浓度层与原来SiC有源层之间载流子浓度差形成的势垒引入。该模型较好地解释了n型SiC欧姆接触的实验结果,并从衬底的掺杂水平、接触金属的选择、合金化退火的温度、时间、氛围等方面给出了工艺条件的改进建议。