n型6H-SiC金半接触及相关工艺研究

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本文讨论了n型6H-SiC欧姆接触的制备工艺及其基本电学及热学特性,并在此基础上采用金属Au及Ni在n型6H-SiC硅面(0001晶向)上制备了具有一定特性的肖特基势垒二极管。通过氢气处理6H-SiC表面并镀铝后直接形成的欧姆接触室温比电阻率达到8×10-3Ω·cm2,温度不超过400℃时该接触具有较好的稳定性,其欧姆特性不依赖于衬底的掺杂浓度,是一种适宜在低掺杂衬底特别是SiC外延片上制备欧姆接触的有效方法。XPS谱表明,该欧姆接触在400℃以上的退化的主要机制为Al及SiC中Si的互扩散导致了金—半接触界面层的增厚。按常规方法镀镍(Ni)并经1000℃左右高温退火得到的欧姆接触具有更低的室温比接触电阻,但400℃高温欧姆特性测试表明其热稳定性不够好。通过边缘氧化场板保护在n型6H-SiC硅面制备的Au及Ni肖特基势垒二极管具有较好的正向特性,但其反向特性不理想。室温下Au/6H-SiC肖特基二极管理想因子为1.75,有效势垒高度为1.39eV,正向开启电压0.9V,2V时正向电流密度达到66.4A/cm2,反向击穿电压为120V左右。Ni/6H-SiC肖特基二极管室温下理想因子为1.71,有效势垒高度为1.21eV,正向开启电压为0.85V,2V时正向电流密度为85.3A/cm2,反向击穿电压为310V左右。两个肖特基二极管反向漏电流较大,估计原因为正面蒸发金属时引入大量离子、光刻引入毛刺和钻蚀等缺陷、金属与样品粘附能力差及样品背面欧姆接触制备好后正面清洗不充分等。
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