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不同退火方式对Ni/SiC接触界面性质的影响

卢吴越 张永平 陈之战 程越 谈嘉慧 石旺舟

不同退火方式对Ni/SiC接触界面性质的影响

卢吴越, 张永平, 陈之战, 程越, 谈嘉慧, 石旺舟
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  • 采用快速热退火(rapid thermal annealing, RTA)法和脉冲激光辐照退火(laser spark annealing, LSA)法, 在n型4H-SiC的Si面制备出Ni电极欧姆接触. 经传输线法测得RTA样品与LSA样品的比接触电阻分别为5.2×10-4 Ω·cm2, 1.8× 10-4 Ω·cm2. 使用扫描电子显微镜、原子力显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱等表征手段, 比较了两种退火方式对电极表面形貌、电极/衬底截面形貌和元素成分分布、SiC衬底近表层碳团簇微结构的影响. 结果表明, 相比于RTA, LSA法制备出的欧姆接触在电极表面形貌、界面形貌、电极层组分均匀性等方面都具有明显优势, 有望使LSA成为一种非常有潜力的制备欧姆接触的退火处理方法.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2012CB326402)、上海市教委科研创新项目(批准号: 13ZZ108)和上海市科委重点支撑项目(批准号: 13520502700)资助的课题.
    [1]

    Marinova T, Kakanakova-Georgieva A, Krastev V, Kakanakov R, Neshev M, Kassamakova L, Noblanc O, Arnodo C, Cassette S, Brylinski C, Pecz B, Radnoczi G, Vincze G 1997 Mater. Sci. Eng. B 46 223

    [2]

    Zhou T Y, Liu X C, Dai C C, Huang W, Zhou S Y, Shi E W 2014 Mater. Sci. Eng. B 188 59

    [3]

    Huang W, Chen Z Z, Chen B Y, Zhang J Y, Yan C F, Xiao B, Shi E W 2009 Acta Phys. Sin. 58 3443 (in Chinese) [黄维, 陈之战, 陈博源, 张静玉, 严成锋, 肖兵, 施尔畏 2009 物理学报 58 3443]

    [4]

    Huang W, Chen Z Z, Chen Y, Shi E W, Zhang J Y, Liu Q F, Liu Q 2010 Acta Phys. Sin. 59 3466 (in Chinese) [黄维, 陈之战, 陈义, 施尔畏, 张静玉, 刘庆峰, 刘茜 2010 物理学报 59 3466]

    [5]

    Zhu B, Bao X M, Li H S, Pan M H, Mao B H, Sheng Y X 1984 J. Semi. 5 554 (in Chinese) [朱兵, 鲍希茂, 李和生, 潘茂洪, 茅保华, 盛永喜 1984 半导体学报 5 554]

    [6]

    Zhou S C, Wang W Y, Lin C L, Xia G Q 1983 Acta Electron. Sin. 1 104 (in Chinese) [邹世昌, 王渭源, 林成鲁, 夏冠群 1983 电子学报 1 104]

    [7]

    Oraby A H, Murakami K, Yuba Y, Gamo K, Namba S, Masuda Y 1981 Appl. Phys. Lett. 38 562

    [8]

    Rupp R, Kern R, Gerlach R 2013 Proceedings of the 25th International Symposium on Power Semiconductor Devices & ICs Kanazawa, Japan, May 26-30, 2013 p51

    [9]

    Kurimoto E, Harima H, Toda T, Sawada M, Iwami M, Nakashima S 2002 J. Appl. Phys. 91 10215

    [10]

    Burton J C, Sun L, Long F H, Feng Z C, Ferguson I T 1999 Phys. Rev. B 59 7282

    [11]

    Ferrari A C, Robertson J 2000 Phys. Rev. B 61 14095

    [12]

    Matthews M J, Pimenta M A, Dresselhaus G, Dresselhaus M S, Endo M 1999 Phys. Rev. B 59 6585

  • [1]

    Marinova T, Kakanakova-Georgieva A, Krastev V, Kakanakov R, Neshev M, Kassamakova L, Noblanc O, Arnodo C, Cassette S, Brylinski C, Pecz B, Radnoczi G, Vincze G 1997 Mater. Sci. Eng. B 46 223

    [2]

    Zhou T Y, Liu X C, Dai C C, Huang W, Zhou S Y, Shi E W 2014 Mater. Sci. Eng. B 188 59

    [3]

    Huang W, Chen Z Z, Chen B Y, Zhang J Y, Yan C F, Xiao B, Shi E W 2009 Acta Phys. Sin. 58 3443 (in Chinese) [黄维, 陈之战, 陈博源, 张静玉, 严成锋, 肖兵, 施尔畏 2009 物理学报 58 3443]

    [4]

    Huang W, Chen Z Z, Chen Y, Shi E W, Zhang J Y, Liu Q F, Liu Q 2010 Acta Phys. Sin. 59 3466 (in Chinese) [黄维, 陈之战, 陈义, 施尔畏, 张静玉, 刘庆峰, 刘茜 2010 物理学报 59 3466]

    [5]

    Zhu B, Bao X M, Li H S, Pan M H, Mao B H, Sheng Y X 1984 J. Semi. 5 554 (in Chinese) [朱兵, 鲍希茂, 李和生, 潘茂洪, 茅保华, 盛永喜 1984 半导体学报 5 554]

    [6]

    Zhou S C, Wang W Y, Lin C L, Xia G Q 1983 Acta Electron. Sin. 1 104 (in Chinese) [邹世昌, 王渭源, 林成鲁, 夏冠群 1983 电子学报 1 104]

    [7]

    Oraby A H, Murakami K, Yuba Y, Gamo K, Namba S, Masuda Y 1981 Appl. Phys. Lett. 38 562

    [8]

    Rupp R, Kern R, Gerlach R 2013 Proceedings of the 25th International Symposium on Power Semiconductor Devices & ICs Kanazawa, Japan, May 26-30, 2013 p51

    [9]

    Kurimoto E, Harima H, Toda T, Sawada M, Iwami M, Nakashima S 2002 J. Appl. Phys. 91 10215

    [10]

    Burton J C, Sun L, Long F H, Feng Z C, Ferguson I T 1999 Phys. Rev. B 59 7282

    [11]

    Ferrari A C, Robertson J 2000 Phys. Rev. B 61 14095

    [12]

    Matthews M J, Pimenta M A, Dresselhaus G, Dresselhaus M S, Endo M 1999 Phys. Rev. B 59 6585

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-17
  • 修回日期:  2014-12-03
  • 刊出日期:  2015-03-05

不同退火方式对Ni/SiC接触界面性质的影响

  • 1. 上海师范大学, 光电材料与器件实验室, 上海 200234
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号: 2012CB326402)、上海市教委科研创新项目(批准号: 13ZZ108)和上海市科委重点支撑项目(批准号: 13520502700)资助的课题.

摘要: 采用快速热退火(rapid thermal annealing, RTA)法和脉冲激光辐照退火(laser spark annealing, LSA)法, 在n型4H-SiC的Si面制备出Ni电极欧姆接触. 经传输线法测得RTA样品与LSA样品的比接触电阻分别为5.2×10-4 Ω·cm2, 1.8× 10-4 Ω·cm2. 使用扫描电子显微镜、原子力显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱等表征手段, 比较了两种退火方式对电极表面形貌、电极/衬底截面形貌和元素成分分布、SiC衬底近表层碳团簇微结构的影响. 结果表明, 相比于RTA, LSA法制备出的欧姆接触在电极表面形貌、界面形貌、电极层组分均匀性等方面都具有明显优势, 有望使LSA成为一种非常有潜力的制备欧姆接触的退火处理方法.

English Abstract

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