固相反应制备的多晶和外延 CoSi_2/n-Si(111)接触的肖特基特性(英文)

通过硅 (111)衬底淀积的单层 Co或 Co/ Ti双金属层在不同退火温度的固相反应 ,在硅上形成制备了多晶和外延 Co Si2 薄膜 .用电流 -电压和电容 -电压 (I- V/ C- V)技术在 90 K到室温的温度范围内测量了 Co Si2 / Si肖特基接触特性。用肖特基势垒不均匀模型分析了所测得的 I- V特性 ,在较高温度下 (≥～ 2 0 0 K)或较低温度的较大偏压区域 ,I- V曲线能用热激发和在整个结面积上势垒高度的高斯分布模型描述 .而在较低温度的较小偏压区域 ,电流由流过一些小势垒高度微区的电流决定 ,从而在低温 I- V曲线上在约 10 - 7A处有一个“曲折”.在室温下 ,从 I-V曲线得到的多晶 Co Si2 / Si的势垒高度为约 0 .5 7e V.对外延 Co Si2 ,势垒高度依赖于最后退火温度 ,当退火温度从 70 0℃升到 90 0℃ ,势垒高度从 0 .5 4e V升高到 0 .6 0 e V.     

固相反应制备的多晶和外延CoSi2/n-Si(111)接触的肖特基特性

通过硅(111)衬底淀积的单层Co或Co/Ti双金属层在不同退火温度的固相反应,在硅上形成制备了多晶和外延CoSi2薄膜.用电流-电压和电容-电压(I-V/C-V)技术在90K到室温的温度范围内测量了CoSi2/Si肖特基接触特性. 用肖特基势垒不均匀模型分析了所测得的I-V特性,在较高温度下(≥～200K)或较低温度的较大偏压区域,I-V曲线能用热激发和在整个结面积上势垒高度的高斯分布模型描述. 而在较低温度的较小偏压区域,电流由流过一些小势垒高度微区的电流决定,从而在低温I-V曲线上在约10-7A处有一个"曲折”. 在室温下,从I-V曲线得到的多晶CoSi2/Si的势垒高度为约0. 57eV. 对外延CoSi2,势垒高度依赖于最后退火温度,当退火温度从700℃升到900℃,势垒高度从0. 54eV升高到0. 60eV.     

用弹道电子发射显微术研究超薄金属硅化物/硅肖特基接触

采用弹道电子发射显微术 ( BEEM)技术对超薄 Pt Si/Si、Co Si2 /Si肖特基接触特性进行了研究 ,并与电流 -电压 ( I- V)及电容 -电压 ( C- V)测试结果进行了对比 .研究了 Ar离子轰击对超薄Pt Si/n- Si肖特基接触特性的影响 .BEEM、I- V/C- V技术对多种样品的研究结果表明 ,I- V/C- V测试会由于超薄硅化物层串联电阻的影响而使测试结果产生严重误差 ;BEEM测试则不受影响 .随着离子轰击能量增大 ,肖特基势垒高度降低 ,且其不均匀性也越大 .用 BEEM和变温 I- V对超薄 Co Si2 /n- Si肖特基二极管的研究结果表明 ,变温 I- V测试可在一定程度上获得肖特基势垒     

p型Al/6H-SiC肖特基二极管特性研究

研究了 p型 Al/6H- Si C肖特基二极管的基本制作工艺及其电学参数。采用电流 -电压法 ( I-V)测试了肖特基二极管的理想因子 n和肖特基势垒高度b。对其基本电学参数 n和b 的温度特性进行了研究 ,并分析了串联电阻对 I- V特性的影响。     

超薄外延CoSi2/n-Si的肖特基势垒接触特性

研究了超薄(～10nm)CoSi2/Si的肖特基势垒接触特性.Co(3-4nm)/Ti(1nm)双层金属通过快速热退火在Si(100)衬底上形成超薄CoSi2薄膜.X射线衍射测试表明该薄膜具有较好的外延特性.用I-V、C-V方法在82-332K温度范围内测试了CoSi2/Sj的肖特基势垒特性.用弹道电子发射显微术直接测量了微区肖特基势垒高度.测试表明,用Co/Ti/Si方法形成的超薄CoSj2/Sj接触在室温时具有优良的肖特基势垒特性,I-V方法测得的势垒高度为0.59eV,其理想因子为1.01;在低温时,I-V方法测得的势垒高度随温度降低而降低,理想因子则升高.采用肖特基势垒不均匀性理论,并假设势垒高度呈高斯分布,实验数据和理论吻合较好.     

超薄外延CoSi_2/n-Si的肖特基势垒接触特性

研究了超薄(～10nm)CoSi2/Si的肖特基势垒接触特性.Co(3—4nm)/Ti(1nm)双层金属通过快速热退火在Si(100)衬底上形成超薄CoSi2薄膜.X射线衍射测试表明该薄膜具有较好的外延特性.用I-V、C-V方法在82—332K温度范围内测试了CoSi2/Si的肖特基势垒特性.用弹道电子发射显微术直接测量了微区肖特基势垒高度.测试表明,用Co/Ti/Si方法形成的超薄CoSi2/Si接触在室温时具有优良的肖特基势垒特性,I-V方法测得的势垒高度为0.59eV,其理想因子为1.01;在低温时,I-V方法测得的势垒高度随温度降低而降低,理想因子则升高.采用肖特基势垒不均匀性理论,并假设势垒高度呈高斯     

6H-SiC高压肖特基势垒二极管

在可商业获得的 N型 6 H - Si C晶片上 ,通过化学气相淀积 ,进行同质外延生长 ,在此结构材料上 ,通过热蒸发 ,制作 Ni/6 H- Si C肖特基势垒二极管 .测量并分析了肖特基二极管的电学特性 ,结果表明 ,肖特基二极管具有较好的整流特性 :反向击穿电压约为 45 0 V,室温下 ,反向电压 VR=- 2 0 0 V时 ,反向漏电流 JL=5× 10 - 4 A· cm- 2 ;理想因子为 1.0 9,肖特基势垒高度为 1.2 4— 1.2 6 e V ,开启电压约为 0 .8V     

3C-SiC/Si异质结二极管的高温特性

研究了低压化学气相淀积方法制备的n- 3C- Si C/p- Si(10 0 )异质结二极管(HJD)在30 0～4 80 K高温下的电流密度-电压(J- V)特性.室温下HJD的正反向整流比(通常定义为±1V外加偏压下)最高可达1.8×10 4 ,在4 80 K时仍存在较小整流特性,整流比减小至3.1.在30 0 K温度下反向击穿电压最高可达2 2 0 V .电容-电压特性表明该Si C/Si异质结为突变结,内建电势Vbi为0 .75 V.采用了一个含多个参数的方程式对不同温度下异质结二极管的正向J-V实验曲线进行了很好的拟和与说明,并讨论了电流输运机制.该异质结构可用于制备高质量异质结器件,如宽带隙发射极Si C/Si HBT     

高压 Ti/ 6H- SiC肖特基势垒二极管

在 N型 6 H - Si C外延片上 ,通过热蒸发 ,制作 Ti/ 6 H- Si C肖特基势垒二极管 (SBD) .通过化学气相淀积 ,进行同质外延生长 ,详细测量并分析了肖特基二极管的电学特性 ,该肖特基二极管具有较好的整流特性 .反向击穿电压约为 40 0 V,室温下 ,反向电压 VR=2 0 0 V时 ,反向漏电流 JR 低于 1e- 4 A / cm2 .采用 Ne离子注入形成非晶层 ,作为边缘终端 ,二极管的击穿电压增加到约为 80 0 V.     

用弹道电子发射显微术研究超薄金属硅化物/硅肖特基接触

采用弹道电子发射显微术(BEEM)技术对超薄PtSi/Si、CoSi2/Si肖特基接触特性进行了研究,并与电流-电压(I-V)及电容-电压(C-V)测试结果进行了对比.研究了Ar离子轰击对超薄PtSi/n-Si肖特基接触特性的影响.BEEM、I-V/C-V技术对多种样品的研究结果表明,I-V/C-V测试会由于超薄硅化物层串联电阻的影响而使测试结果产生严重误差;BEEM测试则不受影响.随着离子轰击能量增大,肖特基势垒高度降低,且其不均匀性也越大.用BEEM和变温I-V对超薄CoSi2/n-Si肖特基二极管的研究结果表明,变温I-V测试可在一定程度上获得肖特基势垒在整个界面上的不均匀性信息,但它依赖于假设的势垒高度分布模型;BEEM测试则可直接获得金-半接触界面的肖特基势垒高度,近似为高斯分布.     

不同退火温度下Mo/4H-SiC肖特基接触势垒不均匀及XRD分析北大核心

为探究退火温度对Mo/4H-SiC肖特基接触势垒不均匀程度的影响,对在不同退火温度下形成的Mo/4H-SiC肖特基接触进行了不同测试温度下的电流-电压（I-V）及电容-电压（CV）测试,运用Tung理论模型和＂T0反常＂中的T0值评价势垒不均匀程度,X射线衍射（XRD）分析肖特基接触的物相组成。分析结果表明,测试温度升高时I-V测试提取的势垒高度接近于C-V测试提取的势垒高度,退火温度500℃及以上时Mo与4H-SiC发生反应,且导致较低的势垒高度。退火温度为600℃时,肖特基接触具有最低的势垒不均匀程度,且此退火温度下势垒高度相对500℃及700℃时较高,物相组成为Mo2C及Mo4.8Si3C0.6。     

p-CuAlO2/(n-, p-)Si异质结的制备与电学性质

采用化学溶液法在n型和p型Si衬底上成功制备了单相CuAlO2薄膜。薄膜的电导率-温度曲线显示,薄膜在200K-300K温度范围内呈热激活导电模式,激活能约为0.3eV。电流-电压特性测试显示,p-CuAlO2/n-Si异质结具有明显的整流特性,开启电压约为1.6V,在±3V处的整流率约为35,而p-CuAlO2/p-Si同型异质结表现出类似肖特基结的电学性质,由于p-CuAlO2导电性远低于p-Si衬底,正向电流受空间电荷限制。     

用弹道电子显微术研究Co-Ti-Si系统的退火温度对CoSi2/Si势垒不均匀性的影响

通过在硅(100)衬底上淀积的Co(3nm)/Ti(1nm)双金属层在不同退火温度下的固相反应,在硅衬底上制备了超薄外延CoSi2薄膜.在低温下,用弹道电子显微术(BEEM)及其谱线(BEES)测量了CoSi2/Si接触的局域肖特基势垒高度.对于800℃退火的CoSi2/Si接触,势垒高度的空间分布基本符合高斯分布,其峰值在599meV,标准偏差为21meV.而对于700℃退火样品,势垒高度分布很不均匀,局域的势垒高度值分布在152meV到870meV之间,这可归因于CoSi2薄膜本身的不均匀性.     

用弹道电子显微术研究Co-Ti-Si系统的退火温度对CoSi2/Si势垒不均匀性的影响

通过在硅(100)衬底上淀积的Co(3nm)/Ti(1nm)双金属层在不同退火温度下的固相反应,在硅衬底上制备了超薄外延CoSi2薄膜.在低温下,用弹道电子显微术(BEEM)及其谱线(BEES)测量了CoSi2/Si接触的局域肖特基势垒高度.对于800℃退火的CoSi2/Si接触,势垒高度的空间分布基本符合高斯分布,其峰值在599meV,标准偏差为21meV.而对于700℃退火样品,势垒高度分布很不均匀,局域的势垒高度值分布在152meV到870meV之间,这可归因于CoSi2薄膜本身的不均匀性.     

硅基HgCdTe光伏器件的暗电流特性分析

对硅基HgCdTe中波器件进行了变温电流电压特性的测试和分析.测量温度从30K到240K,得到R0对数与温度的1000/T的实验曲线及拟合结果.同时选取60K、80K及110K下动态阻抗R与电压V的曲线进行拟合分析.研究表明在我们器件工作的温度点80K,零偏压附近主要的电流机制是产生复合电流和陷阱辅助隧穿电流.要提高器件的水平,必须降低陷阱辅助隧穿电流和产生复合电流对暗电流的贡献.     

自支撑衬底n-GaN肖特基接触的电流输运机制研究

在自支撑衬底n-GaN外延片上制备了圆形Ni/Au/n-GaN肖特基接触结构,测量和分析器件的变温电流-电压(I-V)特性,研究了其正向和反向电流的输运机制。结果表明:在正向偏压下,随着温度从300K增加至420K,器件的理想因子由1.8减小至1.2,表明在高温下复合机制逐渐被热发射机制替代;在反向小偏压下,漏电流表现显著的温度和电压依赖特性,且ln(I)-E~(1/2)数据满足较好线性规律,这表明肖特基效应的电子热发射机制应占主导;而在更高的反向偏压下,电流逐渐变成温度的弱函数,且数据遵循ln(I/E~2)-1/E线性依赖关系,该行为与Fowler-Nordheim隧穿特性一致。     

退火温度对Au/Ti/4H-SiC肖特基接触特性的影响

采用电子束蒸发法在4H-SiC表面制备了Ti/Au肖特基电极,研究了退火温度对Au/Ti/4H-SiC肖特基接触电学特性的影响.对比分析了不同退火温度下样品的电流密度-电压(J-V)和电容-电压(C-V)特性曲线,实验结果表明退火温度为500℃时Au/Ti/4H-SiC肖特基势垒高度最大,在.J-V测试和C-V测试中分别达到0.933 eV和1.447 eV,且获得理想因子最小值为1.053,反向泄漏电流密度也实现了最小值1.97×10-8 A/cm2,击穿电压达到最大值660 V.对退火温度为500℃的Au/Ti/4H-SiC样品进行J-V变温测试.测试结果表明,随着测试温度的升高,肖特基势垒高度不断升高而理想因子不断减小,说明肖特基接触界面仍然存在缺陷或者横向不均匀性,高温下的测试进一步证明肖特基接触界面还有很大的改善空间.     

深槽Ni(Pt)Si/Si肖特基二极管特性研究

采用15nmNi/1.5nmPt/15nmNi/Si结构在600～850°C范围内经RTP退火的方法形成Ni(Pt)Si薄膜,其薄膜电阻低且均匀一致。比形成较低电阻率的NiSi薄膜的温度提高了150°C。在850°CRTP退火后形成的Ni(Pt)Si/Si肖特基势垒二极管I-V特性很好,其势垒高度ΦB为0.71eV,改善了肖特基二极管的稳定性。实验表明在肖特基二极管中引入深槽结构,可以大幅度地提高其反向击穿电压。在外延层浓度为5E15cm-3时,深槽器件的击穿电压可以达到80V,比保护环器件高约30V。     

基于InAs/GaAs量子点-石墨烯复合结构的肖特基光电探测器研究

石墨烯具有电子迁移率高、透过率高(T≈97.7%)且费米能级可调的特性。砷化镓的电子迁移率比硅的大5到6倍。引入砷化铟量子点后,光电探测器具有低暗电流、高工作温度、高响应率和探测率的特点,因而可被用于制备响应快、量子效率高和光谱宽的光电探测器。对基于InAs/GaAs量子点-石墨烯复合结构的肖特基结的I-V特性和光电响应进行了研究。结果表明,在0 V偏压下,该器件在400 nm～950 nm均有响应,峰值响应率可达0.18 A/W;在反向偏压下,器件的峰值响应率可达到0.45 A/W。通过对暗电流随温度变化的特性进行分析,得到了InAs/GaAs量子点-石墨烯肖特基结在室温附近以及80 K附近的势垒高度。     

3C-SiC/Si异质结二极管的高温特性

研究了低压化学气相淀积方法制备的n-3C-SiC/p-Si(100)异质结二极管(HJD)在300～480K高温下的电流密度-电压(J-V)特性.室温下HJD的正反向整流比(通常定义为±1V外加偏压下)最高可达1.8×104,在480K时仍存在较小整流特性,整流比减小至3.1.在300K温度下反向击穿电压最高可达220V.电容-电压特性表明该SiC/Si异质结为突变结,内建电势Vbi为0.75V.采用了一个含多个参数的方程式对不同温度下异质结二极管的正向J-V实验曲线进行了很好的拟和与说明,并讨论了电流输运机制.该异质结构可用于制备高质量异质结器件,如宽带隙发射极SiC/Si HBT等.