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。     

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。     

Si上外延的n型3C-SiC欧姆接触研究

用LPCVD在Si(111)上异质外延了n型3C-SiC,并在所外延的3C-SiC上蒸发Au/Ti,通过不同温度下的RTA(快速热退火)形成欧姆接触。用两种不同的传输线模型对Ti/3C-SiC欧姆接触的ρc(比接触电阻率)进行测量,在750°C退火后Ti/3C-SiC的ρc达到了最低值为3.68×10-5Ω·cm2,这满足了应用的要求。AES分析结果还表明由于Ti的氧化,更高温度下的退火会使ρc增大。     

InP基PHEMT欧姆接触低温合金化工艺的研究

对InP基PHEMT的源漏欧姆接触低温合金化工艺进行了研究,与常规的合金工艺不同,通过在低温下进行合金化,并采用金属面倒置和快速热退火的办法,制成了比接触电阻为1.26×10-3Ω·cm2形貌良好的欧姆接触.避免了PHEMT各层化合物半导体之间的相互作用和分解,以及能带结构变化引起的二维电子气退化,也大大减弱了高温带来的肖特基势垒层中的杂质元素往沟道内扩散引起二维电子气迁移率下降的问题.     

p型SiC欧姆接触理论及研究进展

碳化硅(SiC)具有宽禁带、高临界击穿电场、高热导率等优异特性,是制备高温、高频、大功率器件最理想的半导体材料之一。然而,制备良好的SiC欧姆接触尤其是p型SiC欧姆接触仍然是SiC器件研制中亟需攻克的关键技术难题。首先对p型SiC欧姆接触的形成机制及金属/SiC接触势垒理论进行了深入分析。然后,对近年来p型SiC欧姆接触的重要研究进展进行了综述,包括形成欧姆接触的金属体系,制备工艺条件,获得的比接触电阻率等,并重点讨论了p型SiC欧姆接触的形成机理。最后,对未来p型SiC欧姆接触的研究方向进行了展望。     

退火对Ni/3C-SiC欧姆接触的影响

采用溅射法在液相外延 3 C-Si C上制备 Ni电极 ,并利用圆形传输线法研究了退火温度对欧姆接触特性的影响 ,实验表明对于 Ni/n-Si C金半接触 ,经过 80 0～ 1 0 0 0°C高温退火 5分钟后 ,肖特基整流特性退化为欧姆接触 ,表现出良好的欧姆接触特性 ,且随退火温度的提高 ,接触电阻进一步下降 ,1 0 0 0°C退火后 ,可获得最低的接触电阻为 5 .0× 1 0 - 5Ω· cm2。     

大电流密度下欧姆接触退化机理的研究

对大电流密度下欧姆接触的结构进行了改进,采用只对接触区域老化而其它区域非破坏性的结构特点,保证测量数据的真实有效性。工艺制备中采取多次SiO2铺垫多次光刻技术解决了引线电极断裂的可能。通过施加达到或超过105A/cm2电流密度,利用文中结构测得比接触电阻早期快速失效,且随电流密度增加退化加剧,对样品老化前后进行能谱分析得知,大电流密度下接触层中Al离子发生了扩散从而破坏了良好接触。     

Improved ohmic contact to n-type 4H and 6H-SiC using nichrome

Results are reported for ohmic contacts formed on n-type 4H and 6H-SiC using nichrome (80/20 weight percent Ni/Cr). The electrical characteristics of these NiCr contacts are similar to those of contacts formed on 6H-SiC using pure Ni (∼1×10⁻⁵Ω-cm² for moderately doped material), but the contacts exhibit significant improvement with regard to physical stability. Composite Au/NiCr contacts exhibit good stability during long-term anneals (∼2500 h) at 300°C without the requirement of a diffusion barrier layer between the NiCr ohmic contact layer and the Au cap layer. In addition, the use of NiCr results in success rates near 100% for direct wire bonding to the Au cap layers. Characterization of the contacts by Auger electron spectroscopy, Rutherford backscattering spectroscopy, and transmission electron microscopy provides an explanation for the observed behavior.