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《四川大学》 2007年
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Nickel/6H-SiC欧姆接触机理研究

吴健  
【摘要】: SiC具有宽禁带(3.2~3.4eV),高热导率,高饱和电子漂移速率,因此被认为是制作高压,高温,高频器件的重要材料之一。 欧姆接触是制作SiC器件中非常重要的一个环节,欧姆接触的好坏直接影响SiC高温,高频器件的频率,稳定性等问题。虽然,过去有用Al,Co,Ti,Pt来做n型SiC的接触。近来,Nickel被认为是最合适的候选金属来做SiC的欧姆接触。用Ni来制作SiC的欧姆接触需要在高温下热处理。虽然,Ni/SiC在500℃左右就能发生固相反应,但通常只有热处理温度≥950℃才能形成欧姆接触。有文献报道Ni/SiC欧姆接触的形成是由于Ni-Si合金的生成,即形成了Silicate/SiC接触。另有文献认为在合金与炭化硅界面存在着石墨层,并且对欧姆接触的形成起作用。根据不同文献可以注意到,在相近的衬底浓度下,Ni/SiC欧姆接触的比接触电阻率ρ_c仍然有很大的差别,如文献报道分别为10—4Ω·cm2和10—6Ω·cm2(衬底浓度~1019/cm3)。这种差别很可能与热处理工艺和所形成的合金及界面结构情况等因素有关。因此,对Ni/SiC欧姆接触工艺机理研究就非常重要。 本论文的实验采用Ni金属来做SiC的欧姆接触,用晶体管特性图示仪分别测试Ni/SiC经过500℃和950℃退火后的Ⅰ-Ⅴ特性,结果表明500℃呈现整流特性,950℃为欧姆接触特性,根据传输线法计算其比接触电阻为3.2×10~-~Ω·cm~2。XPS测试分析了Nickel/6H-SiC 950℃退火形成欧姆接触后元素的深度分布图及各元素的电荷态,结果表明有Ni_2Si合金生成并占主要合金相,同时在合金层中夹杂有石墨C的分布,XRD测试结果表明没有石墨微晶或者石墨C层的存在。得到的研究结果为进一步研究SiC材料和器件打下了良好的基础。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O472

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