TiC-n型4H-SiC半導體歐姆接觸研究.pdf

1、新一代半導體材料碳化硅(SiC)是制作高溫、高頻、高功率器件的理想材料，歐姆接觸技術(shù)是新型半導體材料尤其是寬帶隙半導體器件研究的難點和關(guān)鍵技術(shù)。歐姆接觸不僅與電極材料的種類有關(guān)，還受半導體表面態(tài)的影響。本文選用新型電極材料TiC，并結(jié)合課題組自主開發(fā)的ECR(電子回旋共振)氫等離子體表面處理技術(shù)對TiC/SiC歐姆接觸進行了研究。 金屬碳化物材料TiC是一種低阻穩(wěn)定的化合物金屬，其功函數(shù)低于4H-SiC，且與SiC粘附性好，所以

2、是制備n型4H-SiC歐姆接觸的理想材料。本文利用ECR氫等離子體處理SiC表面，采用濺射法和剝離工藝制備TiC電極，并在低溫(＜800℃)條件下退火。采用標準傳輸線模型法(TLM)測量并計算比接觸電阻ρc。結(jié)果表明，TiC電極無需退火即可形成歐姆接觸，若采用ECR氫等離子體處理能明顯降低比接觸電阻，并在600℃退火時獲得了最小的比接觸電阻值2.45×10-6Ω·cm2；當退火溫度超過600℃時，歐姆接觸性能開始退化，但是比接觸電阻仍然

3、低于未經(jīng)氫等離子體處理的樣品，說明ECR等離子體處理對防止高溫歐姆接觸性能劣化仍有明顯的效果。 ECR等離子體對歐姆接觸性能的改善歸因于氫等離子體對SiC表面的清洗作用及表面態(tài)鈍化作用。利用X射線衍射(XRD)考察各種退火溫度下電極材料與SiC界面間物相及物相結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明800℃退火比接觸電阻的增加是由于接觸界面處C堆積造成的。 采用ECR氫等離子體處理SiC表面制備的TiC/n型4H-SiC歐姆接觸，表現(xiàn)出顯著