功率器件用n/p型4H-SiC同时形成欧姆接触工艺
发布时间：2022-01-03 17:45
综述了在n/p型4H-SiC上同时形成欧姆接触技术的研究进展,包括欧姆接触理论、欧姆接触工艺及其优缺点以及热稳定性/可靠性等方面。重点介绍了基于Ni基金属的n/p型4H-SiC同时形成欧姆接触的工艺,包括以金属Ni为基础并结合Ti和Al与W等金属所形成的各种复合接触材料、通过合适的合金化退火工艺后得到的合金相、形成欧姆接触后得到的比接触电阻率,讨论了可能的欧姆接触形成机理,评估了其热稳定性/可靠性。讨论了在工艺上增加保护层对Ni基n/p型4H-SiC欧姆接触的性能以及热稳定性/可靠性等性能的影响。最后,评估了该工艺的研发现状和存在的问题,并提出未来的展望。
【文章来源】：微纳电子技术. 2020,57(07)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
金属-4H-SiC接触前的能带示意图
通过对1 000～1 100℃下的Si-C-Ni合金X射线衍射（XRD）结果[13]和本研究组基于商业软件包对于1 000～1 100℃下的Si-C-Ni合金相图计算分析（图2),Ni与SiC反应主要形成的反应物是Ni2Si和C[24]。基于第一性原理计算得到Ni2Si的功函数为3.558 eV[25]，与4H-SiC的电子亲和能（qχ=3.8 eV）相近，被认为是有可能形成n型SiC欧姆接触的主要中间相[13]，但如何形成p型欧姆接触尚不清楚，有可能与合金化反应产生的C缺位有关[24]。根据欧姆接触的温度特性研究，基于Ni的n/p型4H-SiC同时形成欧姆接触的载流子输运模式，在p型4H-SiC内是TFE模式，在n型4H-SiC内是FE模式[13]。由于Ni只与SiC中的Si发生硅化反应，SiC中的C便在Ni-SiC界面处及Ni2Si内部富集并在界面处出现Kirkendall空洞[26]，虽然不影响获得低的比接触电阻率[14]，但会造成表面粗糙化，影响其可靠性和长期稳定性。
本文编号：3566698
【文章来源】：微纳电子技术. 2020,57(07)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
金属-4H-SiC接触前的能带示意图
通过对1 000～1 100℃下的Si-C-Ni合金X射线衍射（XRD）结果[13]和本研究组基于商业软件包对于1 000～1 100℃下的Si-C-Ni合金相图计算分析（图2),Ni与SiC反应主要形成的反应物是Ni2Si和C[24]。基于第一性原理计算得到Ni2Si的功函数为3.558 eV[25]，与4H-SiC的电子亲和能（qχ=3.8 eV）相近，被认为是有可能形成n型SiC欧姆接触的主要中间相[13]，但如何形成p型欧姆接触尚不清楚，有可能与合金化反应产生的C缺位有关[24]。根据欧姆接触的温度特性研究，基于Ni的n/p型4H-SiC同时形成欧姆接触的载流子输运模式，在p型4H-SiC内是TFE模式，在n型4H-SiC内是FE模式[13]。由于Ni只与SiC中的Si发生硅化反应，SiC中的C便在Ni-SiC界面处及Ni2Si内部富集并在界面处出现Kirkendall空洞[26]，虽然不影响获得低的比接触电阻率[14]，但会造成表面粗糙化，影响其可靠性和长期稳定性。
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