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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

  • [1] 李晓静, 赵德刚, 何晓光, 吴亮亮, 李亮, 杨静, 乐伶聪, 陈平, 刘宗顺, 江德生. 退火温度和退火气氛对Ni/Au与p-GaN之间欧姆接触性能的影响. 物理学报, 2013, 62(20): 206801. doi: 10.7498/aps.62.206801
    [2] 陈之战, 严成锋, 肖兵, 施尔畏, 黄维, 陈博源, 张静玉. 氢氟酸刻蚀对Ni/6H-SiC接触性质的作用. 物理学报, 2009, 58(5): 3443-3447. doi: 10.7498/aps.58.3443
    [3] 王苏杰, 李树强, 吴小明, 陈芳, 江风益. 热退火处理对AuGeNi/n-AlGaInP欧姆接触性能的影响. 物理学报, 2020, 69(4): 048103. doi: 10.7498/aps.69.20191720
    [4] 王尘, 许怡红, 李成, 林海军, 赵铭杰. 基于两步退火法提升Al/n+Ge欧姆接触及Ge n+/p结二极管性能. 物理学报, 2019, 68(17): 178501. doi: 10.7498/aps.68.20190699
    [5] 何天立, 魏鸿源, 李成明, 李庚伟. n型GaN过渡族难熔金属欧姆电极对比. 物理学报, 2019, 68(20): 206101. doi: 10.7498/aps.68.20190717
    [6] 王永谦, 陈维德, 陈长勇, 刁宏伟, 张世斌, 徐艳月, 孔光临, 廖显伯. 快速热退火和氢等离子体处理对富硅氧化硅薄膜微结构与发光的影响. 物理学报, 2002, 51(7): 1564-1570. doi: 10.7498/aps.51.1564
    [7] 尚也淳, 刘忠立, 王姝睿. SiC Schottky结反向特性的研究. 物理学报, 2003, 52(1): 211-216. doi: 10.7498/aps.52.211
    [8] 马格林, 张玉明, 张义门, 马仲发. SiC外延层表面化学态的研究. 物理学报, 2008, 57(7): 4119-4124. doi: 10.7498/aps.57.4119
    [9] 郜锦侠, 张义门, 汤晓燕, 张玉明. C-V法提取SiC隐埋沟道MOSFET沟道载流子浓度. 物理学报, 2006, 55(6): 2992-2996. doi: 10.7498/aps.55.2992
    [10] 张云, 邵晓红, 王治强. 3C-SiC材料p型掺杂的第一性原理研究. 物理学报, 2010, 59(8): 5652-5660. doi: 10.7498/aps.59.5652
    [11] 吕晓丹, 赵成利, 宁建平, 秦尤敏, 贺平逆, 苟富均. F原子与SiC(100)表面相互作用的分子动力学模拟. 物理学报, 2011, 60(9): 095203. doi: 10.7498/aps.60.095203
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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:  2015-03-20

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

参考文献 (12)

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