作為第三代半導體材料,SiC具有禁帶寬度大、臨界擊穿場強高、載流子飽和漂移速度大、熱導率高等優(yōu)點,是制作高溫、高壓、高頻、大功率器件的理想材料,而制作電阻率低且穩(wěn)定的歐姆接觸是SiC器件應(yīng)用的前提。歐姆接觸的質(zhì)量與電極材料的種類和半導體表面態(tài)直接相關(guān),表面處理可以起到調(diào)控SiC表面態(tài)的作用。本文選用TiC作為接觸電極,結(jié)合ECR氮氫等離子體表面處理技術(shù),對表面處理參數(shù)與歐姆接觸質(zhì)量的關(guān)系進行了研究。TiC電阻率低且化學性質(zhì)穩(wěn)定,功函數(shù)為3.94 eV,低于其他常用歐姆接觸電極材料,是SiC歐姆接觸的理想電極材料。本文用不同配比的氮氫等離子體處理SiC表面,光刻圓點電極圖形,利用磁控濺射技術(shù)在SiC表面淀積TiC薄膜,通過剝離形成所需電極圖形,最后將多個實驗樣品在不同溫度下退火并進行電學測試,采用圓點傳輸線模型（CTLM）法計算接觸電阻率。計算結(jié)果表明無論是否經(jīng)過氮氫等離子體處理,TiC電極未經(jīng)退火就能與SiC形成歐姆接觸,退火可明顯降低接觸電阻率,在400℃退火時歐姆接觸電阻率達到最低,600℃時接觸電阻率與400℃相比無明顯變化,制備工藝滿足低溫退火需求。經(jīng)過ECR氮氫等離子體表面處... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．?２?ＥＣＲ等離子體系統(tǒng)全貌圖??Ｆｉｇ．３．２?Ｗｈｏｌｅ?ｆｉｇｕｒｅ?ｏｆ?ＥＣＲ?ｐｌａｓｍａ?ｓｙｓｔｅｍ??

３．２．１?ＥＣＲ氫等離子體處理：??在本組之前的研宄中，發(fā)現(xiàn)使用ＥＣＲ氫等離子體處理ＳｉＣ表面，可以改善ＳｉＣ的??表面特性。圖３．４中ＸＰＳ能譜圖分別為ＲＣＡ清洗和氫等離子體處理后Ｓｉ?２ｐ，Ｃ?ｌｓ，０?Ｉｓ??峰。??從圖（ａ）?（ｂ）中可以看出，氫等離子體處理后Ｓｉ的氧化物含量和樣品中氧的含量??都有所降低，但并沒有做得到完全去除。??－１８?－??

ＲＨＥＥＤ（Ｒｅｆｌｅｃｔ?Ｈｉｇｈ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）可以對半導體表面結(jié)構(gòu)進行分析，本文將??使用ＲＨＥＥＤ監(jiān)測氮氧等離子體表面處理的效果。??實驗所用ＲＨＥＥＤ系統(tǒng)原理如圖３．６所示。經(jīng)電子槍發(fā)射出的電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電極的??調(diào)節(jié)入射ＳｉＣ表面，經(jīng)過表面衍射后在熒光屏上形成圖像，此圖像經(jīng)過相機采集傳輸至??監(jiān)視器，圖像亮度數(shù)據(jù)可以使用專業(yè)軟件ＲＨＥＥＤ２００７進行處理。??Ｇ?Ｆ?Ａｌ?ＳＩ?ｄ３?（１４??ｍ?＼、、／?Ｚ?／?Ｌｘｎ?ＣＣＤ??Ａ１?－＾ｄｌ／ｄｆＡｓ／?Ｚ?ｓ?ｐｏＴＸｓ??Ｇ：電子槍Ｆ：燈絲Ａ〗：柵壓Ａ２：｜｜丨極Ａ３：校準ｄｌ－ｃＭ：偏轉(zhuǎn)電極Ｓ】：ａ＞Ｉｎｉｍ狹縫Ｓ２：?？２ｒａｎ狹縫Ｓ：??樣品ＳＳ：焚光屏??圖３．?６?ＲＨＥＥＤ系統(tǒng)原理圖??Ｆｉｇ．３．６?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＲＨＥＥＤ?ｄｅｖｉｃｅ??（１）氮氛等離子體處理時間對表面質(zhì)量的影響??本文使用ＥＣＲ等離子體處理系統(tǒng)自帶的ＲＨＥＥＤ系統(tǒng)對４Ｈ－ＳｉＣ表面處理情況進行??了監(jiān)測，采集了?ＳｉＣ?（０００１）面，掠入方向為［１１２０］方向的圖像及數(shù)據(jù)。??為了分析氮氫等離子體處理時間對表面質(zhì)量的影響，本實驗采取逐分鐘進行??ＲＨＥＥＤ高能電子衍射測試的方法，保存光強分布圖像，并用ＲＨＥＥＤ２００７軟件對條文??亮度進行分析。??樣品表面特性平整，單晶取向性好的樣品在進行ＲＨＥＥＤ測試時，測試亮度分布圖??呈現(xiàn)清晰的條文狀，如果表面特性較差，樣品表面粗糖且含有雜質(zhì)，亮度分布圖會出現(xiàn)??模糊甚至變形。??圖３．７（Ａ）－（Ｇ）為ＲＣＡ清洗后

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Ni基n型SiC材料的歐姆接觸機理及模型研究[J]. 郭輝,張義門,張玉明,呂紅亮.  固體電子學研究與進展. 2008(01)
[2]測量計算金屬-半導體接觸電阻率的方法[J]. 李鴻漸,石瑛.  半導體技術(shù). 2008(02)
[3]判斷金屬/薄層半導體歐姆接觸質(zhì)量的一個新方法[J]. 華文玉,陳存禮.  電子學報. 1999(08)
[4]n型GaAs上的歐姆接觸[J]. 黨冀萍.  半導體技術(shù). 1994(01)

博士論文
[1]金屬/SiC半導體接觸的SiC表面等離子體改性研究[D]. 黃玲琴.大連理工大學 2013
[2]RHEED原位監(jiān)測的PEMOCVD方法及GaN基薄膜低溫生長[D]. 秦福文.大連理工大學 2004



本文編號：3066606