β-FeSi2-4H-SiC異質(zhì)結(jié)光電二極管的制備及其光電特性的改善.pdf

1、半導(dǎo)體的迅猛發(fā)展肯定是和新材料、新器件的出現(xiàn)密不可分。伴隨著6H-、4H-SiC體材料相繼商品化，對(duì)SiC基光電器件的研究越來越引起了研究者們的普遍關(guān)注。4H-SiC材料由于禁帶寬度寬，使得SiC基光電器件只能受控于紫外光源，對(duì)比較常用的可見光和近紅外光源并不受控。為了能夠使SiC基器件避免電磁干擾實(shí)現(xiàn)非紫外受控，本文在研究組前期研究的基礎(chǔ)上，通過對(duì)歐姆電極、β-FeSi2i2薄膜的優(yōu)化制備，界面態(tài)的影響分析，引入氫化法制備低界面態(tài)的β

2、-FeSi2薄膜，來進(jìn)一步改善β-FeSi2/4H-SiC pin型異質(zhì)結(jié)光電二極管的光電特性。本文的主要工作和成果如下：
　　1、β-FeSi2/4H-SiC異質(zhì)結(jié)光電二極管的仿真表明：β-FeSi2/4H-SiC pin型異質(zhì)結(jié)光電二極管在無光照外加-5V偏壓條件下產(chǎn)生的暗電流密度約為6.69×10-6A/cm2，光照(1310nm@5mW)下產(chǎn)生的電流密度約為1.86×10-2A/cm2；暗態(tài)反向電流密度隨著i-β-FeSi

3、2層的缺陷態(tài)密度和i-β-FeSi2/4H-SiC界面態(tài)密度的增大而增大。
　　2、采用磁控濺射加高溫退火兩步法在n型4H-SiC(0001)襯底上成功制備出β-FeSi2薄膜，光學(xué)禁帶寬度約為0.88eV；并且分別在n型4H-SiC襯底和p型β-FeSi2薄膜上成功制備出Ni和Al歐姆電極，歐姆接觸特性得到了明顯的改善，對(duì)應(yīng)的比接觸電阻分別為1.3×10-3Ω·cm2和8.4×10-2Ω·cm2。
　　3、采用氫化法制備的

4、β-FeSi2/4H-SiC異質(zhì)結(jié)光電二極管的性能得到了明顯改善。無光照外加-5V偏壓條件下產(chǎn)生的暗電流密度約為7.10×10-6A/cm2，光照條件(1310nm@5mW)下產(chǎn)生的電流密度約為2.13×10-2A/cm2，光暗電流比高達(dá)約4個(gè)數(shù)量級(jí)。在零偏壓下的二極管結(jié)電容約為53.43pF/cm2，比零偏壓下非氫化制備的二極管的結(jié)電容144.14pF/cm2要小60％左右，明顯地降低了界面態(tài)密度。
　　總之，本文從理論和實(shí)驗(yàn)上