Свойства высокотемпературных омических контактов к гетероструктурам 3C-SiC/Si

• Автор: Колесникова, Анна Алексеевна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 133 с. : ил.

1 МОДЕЛЬ ОМИЧЕСКОГО КОНТАКТА МЕТАЛЛ-ПОЛУПРОВОДНИК

1Л Физическая модель контакта металла с полупроводником

1.2 Роль поверхностных состояний. Реальные переходы металл -полупроводник

1.3 Модель омического контакта металл - полупроводник

1.4 Методы измерения удельного переходного сопротивления омических контактов

1.4.1 Удельное переходное сопротивление омического контакта

1.4.2 Методы измерения удельного переходного сопротивления омических контактов

1.5 Анализ омических контактов к карбиду кремния

Выводы к разделу

2 ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ ЗС-ЬЮ/Ь! И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА КОНТАКТНУЮ СИСТЕМУ МЕТАЛЛ-ПОЛУПРОВОДНИК
2.1 Диффузионная технология создания гетероэпитаксиальных структур ЗС-ЬЮ/Ы с использованием твердофазного кремния и углерода
2.2 Морфология поверхности гетероэпитаксиальных пленок ЗС-ЬЮ/Ы
2.3 Рентгеноструктурный анализ гетероэпитаксиальных пленок ЗС-81С/8Г
2.4 Электронографические исследования гетероэпитаксиальных пленок ЗС-8Ю/81
2.5 Химический анализ состава гетероэпитаксиальных слоев ЗС-8Ю/81
2.5.1 Методика проведения количественного анализа состава
2.5.2 Количественный анализ состава гетероэпитаксиальных пленок ЗС-ЗЮ/Ы
2.6 Гетеропереходы в системе карбид кремния
2.6.1 Расчет параметров энергетической диаграммы анизотипного гетероперехода п-8Ю/р

2.6.2 Расчет параметров энергетической диаграммы анизотипного гетероперехода р-ЗЮ/щЫ
2.6.3 Электрофизические свойства гетеропереходов п-81С/р
Выводы к разделу
3 СТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ КОНТАКТ-ГЕТЕРОСТРУКТУРА В-81С
3.1 Технологические операции формирования топологии контактных площадок к гетероструктурам ЗЮЫ
3.1.1 Магнетронное распыление
3.1.2 Фотолитография по металлу
3.2 Анализ контактных систем №, N1-81, используемых для контактов к гетероструктурам (3-п-81С/р
3.2.1 Влияние морфологии поверхности на поведение ВАХ
Выводы к разделу
4 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ КОНТАКТНЫХ СИСТЕМ N1, N1-81 К В-И-81С/Р-81И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 Омические контакты к гетероструктурам р-п-81С/р
4.1.1 Исследование зависимости удельного переходного сопротивления от различных параметров
4.1.2 Зависимость морфологии контакта от термообработки
4.1.3 Температурные ВАХ контактных систем N1, (№-81)-|3-п-81С/р
4.2 Расчетно-статистический метод измерения сопротивления омических контактов к 81С
4.3 Исследование стабильности свойств омических контактов к ЬЮ
Выводы к разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы.
Современная полупроводниковая электроника в значительной степени базируется на использовании гетеропереходов[1,2,3], как более общего типа переходов в полупроводниках. Это связано с возможностью управления в полупроводниковых приборах шириной запрещенной зоны и другими свойствами полупроводника. Применение гетеропереходов позволяет существенно улучшить основные параметры полупроводниковых приборов: такие как мощность, чувствительность, КПД, рабочие частоты и т.д. В ряде случаев, использование гетеропереходов дает возможность создания новых типов приборов. Естественно, что создание новых элементов с более высокими параметрами открывает новые возможности для микроэлектроники.
Высокотемпературная и радиационно-устойчивая полупроводниковая микроэлектроника становится самостоятельной ветвью развития твердотельной электроники, востребованной атомно-энергетическим комплексом, а именно, в датчиках автоматизированных систем управления. Одним из немногих материалов, способных надежно работать в экстремальных условиях является полупроводниковый карбид кремния в силу своих уникальных электрофизических свойств. Кроме того, можно достичь существенного расширения круга материалов электронной техники, создавая на их основе гетероэпитаксиальные структуры типа: кремний - карбид кремния[4-16].
Технологические подходы к получению полупроводниковых структур на основе монокристаллических подложек У/С и на основе гетероструктур на кремниевых подложках разнообразны. Кроме того, технологический фактор определяющим образом влияет на возможности разработки определенного класса приборов, а также на электрофизические характеристики омических контактов для функциональных элементов этих приборов. Основная причина

Система ОС СЗМ сконструирована так, чтобы обеспечить возможность намеренного изменения ее параметров. В современных СЗМ применяются цифровые и аналоговые системы ОС. Конкретные значения PID (Обозначения констант происходят от соответствующих англоязычных терминов Proportional, Integral и Differential.) зависят от особенностей конструкции конкретного СЗМ (конструкции и характеристик сканера, кантилевера и усилителей, а также особенностей конкретного алгоритма, используемого для обработки входного сигнала в цифровой системе ОС и т.д.), режима работы СЗМ (значений Vs, размера скана, скорости сканирования и т.п.), а также особенностей исследуемой поверхности (степень шероховатости, масштаб особенностей топографии, твердость материала и пр.). Т.о., для обеспечения достоверности и воспроизводимости топографических данных требуется тщательная подборка оптимальных значений PID для каждого конкретного случая. Большое количество факторов, которые необходимо принимать при этом в расчет, не позволяет дать конкретный рецепт для подбора оптимальных значений РЮ.
Морфология поверхности плёнок кубического карбида кремния измерялись при помощи атомно-силового микроскопа TopoMetrix ТМХ-2100 Accurex в контактном режиме. Использовались V - образные Si3N4 кантилеверы с пирамидальными зондами с радиусом закругления острия »50 нм и отношением высоты зонда к ширине основания (отношение аспекта) 1:1. Кантилеверы имеют упругую константу £=0,03-0,6 НУм. Сила взаимодействия зонда с образцом — 5-50 пН.