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半导体的迅猛发展肯定是和新材料、新器件的出现密不可分。伴随着6H-、4H-SiC体材料相继商品化,对SiC基光电器件的研究越来越引起了研究者们的普遍关注。4H-SiC材料由于禁带宽度宽,使得SiC基光电器件只能受控于紫外光源,对比较常用的可见光和近红外光源并不受控。为了能够使SiC基器件避免电磁干扰实现非紫外受控,本文在研究组前期研究的基础上,通过对欧姆电极、β-FeSi2i2薄膜的优化制备,界面态的影响分析,引入氢化法制备低界面态的β-FeSi2薄膜,来进一步改善β-FeSi2/4H-SiC pin型异质结光电二极管的光电特性。本文的主要工作和成果如下: 1、β-FeSi2/4H-SiC异质结光电二极管的仿真表明:β-FeSi2/4H-SiC pin型异质结光电二极管在无光照外加-5V偏压条件下产生的暗电流密度约为6.69×10-6A/cm2,光照(1310nm@5mW)下产生的电流密度约为1.86×10-2A/cm2;暗态反向电流密度随着i-β-FeSi2层的缺陷态密度和i-β-FeSi2/4H-SiC界面态密度的增大而增大。 2、采用磁控溅射加高温退火两步法在n型4H-SiC(0001)衬底上成功制备出β-FeSi2薄膜,光学禁带宽度约为0.88eV;并且分别在n型4H-SiC衬底和p型β-FeSi2薄膜上成功制备出Ni和Al欧姆电极,欧姆接触特性得到了明显的改善,对应的比接触电阻分别为1.3×10-3Ω·cm2和8.4×10-2Ω·cm2。 3、采用氢化法制备的β-FeSi2/4H-SiC异质结光电二极管的性能得到了明显改善。无光照外加-5V偏压条件下产生的暗电流密度约为7.10×10-6A/cm2,光照条件(1310nm@5mW)下产生的电流密度约为2.13×10-2A/cm2,光暗电流比高达约4个数量级。在零偏压下的二极管结电容约为53.43pF/cm2,比零偏压下非氢化制备的二极管的结电容144.14pF/cm2要小60%左右,明显地降低了界面态密度。 总之,本文从理论和实验上对β-FeSi2/4H-SiC异质结光电二极管的制备和光电特性进行了改善分析,为进一步开发SiC基光电器件奠定了基础。