Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1.Литературный обзор 12
1.1.Введение 12
1.2.Методы измерения удельного переходного сопротивления омических контактов 18
1.3. Технология изготовления омических контактов к широкозонным полупроводникам 28
1.4.Выводы к главе 1 ... 54
ГЛАВА 2. Технология омических контактов к карбиду кремния. оборудование и объекты исследования 55
2.1.Формирование омических контактов к n-и p-6H-SiC 55
2.2. Оборудование, используемое для изготовления омических контактов к карбиду кремния 60
Глава 3. Исследование омических контактов, изготовленных на основе Ni К n-6H-SiC 72
3.1.Исследование зависимости удельного сопротивления омических контактов, изготовленных к полярным граням 6H-SiC, от температуры отжига 72
3.2.Влияние температуры отжига на состав переходной области структур Ni/n-6H-SiC ..80
3.3. Исследование влияния концентрации некомпенсированной донорной примеси на удельное сопротивление омических контактов 91
3.4.Исследование влияния температуры окружающей среды и высоких плотностей тока на величину удельного контактного сопротивления 93
3.5.Дополнительные преимущества использования омических контактов на основе никеля в технологии полупроводниковых приборов 102
З.б.Выводы к главе 3 104
ГЛАВА 4. Исследование омических контактов К p-6H-SiC 106
4.1.Исследование омических контактов к p-SiC, изготовленных на основе однокомпонентных контактных систем 106
4.2.Исследование омических контактов на основе кремнийсодержащих систем к p-SiC 108
4,З. Омические контакты кр-бН-SiC, изготовленные на основе контактных систем, содержащих алюминий 115
4.4.Исследование зависимости удельного сопротивления омических контактов на основе Ті-Al от температуры отжига и концентрации некомпенсированной акцепторной примеси в p-6H-SiC 117
4.5.Исследование состава контактного покрытия и переходной области структур Ti-Al/p-6H-SiC 124
4.6.Влияние температуры окружающей среды и высоких плотностей тока на величину удельного сопротивления Ti-Al/p-6H-SiC омических контактов 133
4.7.Выводы к главе 4 140
Заключение 142
Список литературы
- Технология изготовления омических контактов к широкозонным полупроводникам
- Оборудование, используемое для изготовления омических контактов к карбиду кремния
- Исследование влияния концентрации некомпенсированной донорной примеси на удельное сопротивление омических контактов
- Омические контакты кр-бН-SiC, изготовленные на основе контактных систем, содержащих алюминий
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время технология выращивания карбида кремния (SiC) достигла высокого уровня, позволяющего получать на основе SiC приборные структуры для силовой высокотемпературной электроники [1-4}. Одним из важнейших этапов изготовления приборных структур является формирование омических контактов. К омическим контактам предъявляют ряд требований, от выполнения которых во многом зависят электрические и механические свойства изготавливаемых полупроводниковых приборов, а также их стабильность. Основными требованиями являются следующие:
1. Переходное сопротивление омических контактов (гс) должно
быть мало по сравнению с последовательным сопротивлением
приборной структуры.
Технология изготовления омического контакта должна быть совместима с технологией изготовления прибора в целом, в том числе с операциями формирования необходимой для приборной структуры топологии и последующей корпусировки прибора. Процедура изготовления омического контакта не должна вести к деградации приборной структуры, например, вследствие глубокого проникновения материала контакта в полупроводник.
Омический контакт должен обладать хорошей адгезией к полупроводнику, представлять собой стабильную металлургическую систему.
4. С практической точки зрения необходимо обеспечить
высокую воспроизводимость электрических, механических и др.
свойств омических контактов, включая высокую однородность
характеристик по площади образца.
5. Изготовленный омический контакт должен обеспечивать функционирование приборной структуры без существенного изменения ее характеристик во всем диапазоне рабочих параметров. Следует отметить, что приборы на основе карбида кремния способны функционировать при высоких температурах окружающей среды. В связи с этим повышаются требования к омическим контактам, изготавливаемым к карбидкремниевым приборам.
Актуальность проводимых в настоящей работе исследований обуславливается необходимостью воспроизводимого изготовления омических контактов с низким значением удельного контактного сопротивления, работоспособных при повышенных температурах окружающей среды и больших плотностях тока.
Разработке технологии изготовления омических контактов к карбиду кремния посвящено большое количество работ. Показана возможность использования в качестве контактных покрытий целого ряда материалов. Однако, вплоть до настоящего времени, наблюдаются существенные различия в экспериментальных результатах, полученных разными авторами даже при использовании одинаковых контактных систем. Так например, наиболее низкие значения удельного сопротивления (Л 10"6 Ом см2) приведены в работе [5] для омических контактов на основе никеля к n-6H-SiC. В то же время авторы [6] сообщают о существенно более высоких сопротивлениях контактов, изготовленных с использованием такой же системы. Аналогичная ситуация наблюдается и при формировании омических контактов к p-6H-SiC [7, 8, 9].
Такие различия свидетельствуют о существенном влиянии технологических условий на процессы формирования
невыпрямляющих контактов к карбиду кремния, что обуславливает необходимость оптимизации технологии и выявления факторов, влияющих на величину удельного сопротивления контактов.
Цель работы. Целью настоящей работы является разработка и оптимизация технологии воспроизводимого получения омических контактов к карбиду кремния п- и р-типа проводимости на основе выявления факторов, влияющих на формирование омического контакта.
Задачи диссертационной работы.
1 .Выбор контактных систем, наиболее перспективных с точки зрения возможности получения омических контактов с удельным сопротивлением :< 10"4 Ом-см2 к карбиду кремния n-и р-типа проводимости.
2.Исследование влияния технологических условий (методов предварительной обработки поверхности перед нанесением металлической пленки, температуры отжига и др.) на состав и структуру контактного покрытия и переходной области контактное покрытие-карбид кремния с целью выявления факторов, влияющих на электрические характеристики омических контактов.
3.Исследование влияния параметров полупроводника (концентрации легирующей примеси, технологии выращивания эпитаксиальных слоев и подложек и т.п.) на величину удельного переходного сопротивления изготавливаемых омических контактов.
4.Исследование работоспособности омических контактов при температурах окружающей среды до 500С и высоких плотностях тока.
5. Оптимизация технологии формирования омических контактов с учетом проведенных исследований и требований ее
совместимости с операциями изготовления приборных структур в целом (создание топологии прибора, защита периферии, корпусировка чипов).
Новые научные результаты.
l.Ha основе никеля могут быть изготовлены омические контакты с удельным сопротивлением < 10"4 Ом-см2 к карбиду кремния п-типа проводимости в широком диапазоне концентраций нескомпенсированной примеси.
2.Зависимость удельного переходного сопротивления омических контактов на основе никеля, изготовленных к n-SiC, от температуры отжига имеет минимум, причем для контактов, сформированных к полярным граням SiC (0001)С и (0001)Si минимальная величина гс достигается при разных температурах отжига 1000С и 1200С соответственно.
З.В результате отжига структур Ni/n-SiC, необходимого для формирования омического контакта, происходит образование силицидов никеля в контактном покрытии и вблизи границы контактное покрытие-карбид кремния формируется область, существенно обогащенная углеродом.
4.Введение кремния в состав контактного покрытия предотвращает образование углеродной прослойки вблизи границы контактное покрытие-карбид кремния и позволяет сформировать омический контакт к SiC р-типа проводимости.
5.Контактное покрытие на основе никеля может быть использовано в качестве маски при проведении процессов плазмохимического травления карбида кремния в плазме фторсодержащих газов.
б.На основе системы Ti-Al могут быть изготовлены омические контакты с удельным сопротивлением < КГ4 Ом-см2 к карбиду кремния р-типа проводимости в широком диапазоне концентраций нескомпенсированной примеси., выращенному различными технологическими методами.
7. У становлено, что в результате отжига структур Ti-Al/p-SiC, необходимого для формирования омического контакта, происходит образование карбида титана в контактном покрытии, и в приповерхностной области SiC наблюдается избыточное содержание алюминия по сравнению с объемом.
Основные научные положения, выносимые на защиту. 1.В диапазоне температур отжига (800-1000)С, обеспечивающих формирование невыпрямляющих контактов на основе никеля к карбиду кремния п-типа проводимости, кривая зависимости удельного переходного сопротивления от температуры отжига немонотонна и имеет минимум.
Положение минимума кривой зависимости удельного переходного сопротивления от температуры отжига различно для омических контактов на основе никеля, сформированных на поверхности полярных граней n-6H-SiC: для контактов, изготовленных на (ОООІ)С-грани минимум достигается при более низких температурах отжига и соответствует меньшим значениям удельного переходного сопротивления.
Контактное покрытие на основе никеля не требует дополнительного маскирования в процессах профилирования приборных структур на основе карбида кремния посредством плазмохимического травления в плазме фторсодержащих газов.
4. В диапазоне температур отжига (800-1400)С, обуславливающих формирование невыпрямляющих контактов на основе системы Ti-Al к p-6H-SiC, величина удельного переходного сопротивления не зависит от температуры отжига.
Практическая ценность работы.
l.Ha основе разработанной технологии изготовлены омические контакты с удельным сопротивлением < КГ4 Ом-см2 к карбиду кремния п-и р-типа проводимости, работоспособные при температурах окружающей среды ~ 500С и токах плотностью не менее 104 А/см2.
2.Разработанная технология совместима с технологией изготовления приборов на основе карбида кремния и позволяет, в частности:
изготавливать омические контакты к карбиду кремния в широком диапазоне концентраций нескомпенсированной примеси (1-Ю17 -1-Ю20 см"3)
изготовление омических контактов к р- и п-области прибора в одном процессе отжига при одинаковой температуре отжига;
3) использование относительно низких температур отжига 800С,
позволяющее применять термический окисел для защиты периферии
приборной структуры;
4) применение контактного покрытия на основе никеля в качестве
маски при проведении процессов плазмохимического травления
карбида кремния во фторсодержащих газах для профилирования
приборных структур.
Апробация работы.
Материалы работы были представлены на международных
конференциях:
-6th bitemational Conference on Silicon Carbide and Related Materials (Japan, Kyoto, 1995);
- 3rd International Conference on High Temperature Electronics (USA,
Albuquerque, 1996);
EMRS-96 Spring Meeting (France, Strasbourg, 1996);
Международный семинар "Полупроводниковый карбид кремния и приборы на его основе" (Новгород, 1995);
-Международный семинар "Карбид кремния и родственные
материалы" (Новгород, 1997);
International Semiconductor conference (Romania, Sinaia, 1998).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано более 20 печатных работ.
Объем работы: объем диссертации составляет 157 страниц, включая
56 рисунков и список литературы.
Технология изготовления омических контактов к широкозонным полупроводникам
К настоящему времени технология изготовления низкоомных омических контактов к полупроводниковым приборам на основе арсенида галлия хорошо разработана. Приборы на основе GaAs имеют лучшие характеристики по сравнению с приборами на кремнии при работе в диапазоне СВЧ и цифровых устройствах высокого быстродействия. Арсенидгаллиевые приборы превосходят кремниевые и в условиях функционирования при высокой температуре или повышенной радиации.
Подробный перечень рецептов изготовления омических контактов к полупроводникам группы АШВУ составлен в работе [25,26]. В качестве материала омического контакта к GaAs используют системы Au-Zn, Au-Ge, Au-Si, Aue с последующим отжигом при температуре (1 ) 350-400С. При изготовлении омических контактов к p-GaAs чаще всего используют системы, содержащие элементы, являющиеся акцепторной примесью для арсенида галлия р-типа проводимости: Au-Zn, Au-Zn-Au, Au-Be, Au-Mg. По такой технологии были сформированы омические контакты с гс 1,9-10-5 - 8-Ю"5 Ом-см2 к p-GaAs с Na-Nd (2-1017-81018) см"3.
Применение сплава Au-Ge позволяет получать омические контакты с низким значением гс. На основе данного сплава формируются одинаково хорошие омические контакты к материалу как п-, так и р- типа проводимости, поскольку Ge является амфотерной примесью для GaAs.
Одним из важнейших свойств соответствующих сплавов для омических контактов является «смачивание» ими поверхности полупроводника при расплавлении [27]. Так сплав Au-Ge не смачивает поверхность GaAs и при нагревании стремится собраться в капли. Этот процесс может быть предотвращен осаждением тонкой пленки никеля поверх Au-Ge, которая обладает свойством удерживать этот сплав от стягивания в капли.
В работе [28] было обнаружено, что минимальная величина гс 9-10 9 Ом-см2 достигается при изготовлении омических контактов к n-GaAs, после отжига при 1 -45( 0 в течение 2,5 мин. Повышение или понижение Тот» приводит к возрастанию удельного контактного сопротивления, минимальная величина которого зависит от уровня легирования арсенида галлия.
Металлургические исследования системы Ni-(Au-Ge)-GaAs были выполнены в [29-30]. Измеряя спектры обратного рассеяния ионов Не, авторы работы [30] обнаружили, что в процессе вплавления слой золота полностью поглощается подложкой (эпитаксиальным слоем) при 1 -375 и проникает в GaAs на глубину 3 мкм. Проникновение Аи на большую глубину может приводить к «закорачиванию» p-n-перехода и деградации приборной структуры. Подобные исследования, проведенные в [31] показали, что Ge диффундирует из сплава Au-Ge в пленку Ni, где он образует стабильные соединения. Однородность такого процесса зависит от соотношения Ge и Ni, а Аи по существу играет пассивную роль.
Более поздние работы были посвящены разработке омических контактов к GaAs с использованием металлических систем не содержащих золота, таких как GeMoW [32-35], MoGelnW [36], GemW, NilnW [37-39], а также NiGe [40]. Такие контакты, обладая низкой величиной удельного контактного сопротивления (-10"6 Ом-см2), демонстрируют более высокую термическую стабильность по сравнению с контактами, изготовленными на основе системы Аи-Ge-Ni, а также позволяют избежать глубокого проникновения металла в поверхность GaAs в процессе отжига.
Во всех рассмотренных случаях омические контакты формируются за счет создания в процессе высокотемпературного отжига приповерхностного слоя GaAs с высокой концентрацией вследствие легирования соответствующей примесью, входящей в состав контактного покрытия.
К настоящему времени разработанные омические контакты к GaAs широко используются при изготовлении большого числа полупроводниковых приборов на основе арсенида галлия [41].
Оборудование, используемое для изготовления омических контактов к карбиду кремния
Как было показано в п.2.1 для изготовления омических контактов к карбиду кремния необходимо проведение ряда технологических операций, с использованием нескольких технологических установок, основными из которых являются: установка вакуумного напыления с использованием электроннолучевого испарения, установка магнетронного испарения в плазме аргона, установка высокотемпературного отжига с использованием системы электронного нагрева, установка плазмо-химического травления.
Осаждение тугоплавких металлов, таких как Ni, Со, Si, TiC проводилось методом электронно-лучевого испарения в вакууме. Функциональная схема установки представлена на рис.2.1.
Система откачки состоит из форвакуумного насоса 2НВР-5Д 7, вакуумпровода, креоловушки, диффузионного насоса Н-250 6, клапанов 3,4 и клапана отсекателя 2 и обеспечивает откачку рабочей камеры до уровня 2x1 (Ґ Па. Вакуумная камера обеспечена системами резистивного 8, 13 и электронно-лучевого испарения 9, 15, 16, а также системой нагрева образцов резистивным методом перед напылением 12, которая позволяет проводить нагрев образцов в диапазоне температур (50-650)С.
Установка электронно-лучевого и резистивного испарения: 1-вакуумный колпак, 2-клапан-отсекатель, 3,4-клапаны, 5-азотная ловуппса, 6-паромасляный насос, 7-форвакуумный насос, 8-резистивный испаритель, 9-электронно-лучевой испаритель, 10-испаряемое вещество, 11-держатель образцов, 12-нагреватель образцов, 13-блок питания резистивного испарителя, 14-блок питания нагревателя, 15-источник высокого напряжения электронного испарителя, 16-блок питания катода электронного испарителя, 17-термопара, 18-миливольтметр.
Температура на образце регистриуется при помощи термопары хромель-алюмель 17, закрепленной на держателе для образцов, и миливольтметра 18.
При осаждении тугоплавких металлов электронно-лучевым методом, испаряемое вещество помещалось в графитовую лодочку 10 и нагревалось до температуры, необходимой для испарения материала навески.
На начальной стадии напыления образцы отсекались от источника заслонкой, что позволяло произвести очистку материала навески от поверхностных окисных пленок и других загрязнений и обеспечить высокую чистоту осаждаемого металла.
Толщина напыленной металлической пленки определялась величиной навески распыляемого материала. При этом скорость осаждения составляла 0,1 мкм/мин.
Для осаждения алюминия и титана была использована установка магнетронного распыления карусельного типа, схема которой представлена на рис.2.2. Установка имеет размещенные в общей рабочей камере четыре рабочие позиции: загрузки-разгрузки 1 планетарных подложкодержателей 2; нагрева подложек 7; первого и второго распыления 8. Подъемная крышка рабочей камеры 8 обеспечивает доступ к внутрикамерным устройствам для их обслуживания, ремонта и чистки. Обработка подложек производится
Вакуумная установка магнетронного распыления: 1-шлюзовая камера, 2-планетарный подложкодержатель, 3-карусель, 4-магратрон, 5-натекатель, 6-механический привод, 7-рабочая камера, 8-камера распыления, 9-откачная система, 10-высоковакуумный затвор, 11-азотная ловушка, 12-паромасляный насос, 13-каркас, 14-патрубок. на планетарном подложкодержателе 2 с двумя осями вращения, который последовательно переводится с позиции на позицию поворотом карусели 4 на 90 пневмоприводом.
На первой позиции подложкодержатель загружали через откидную крышку в шлюзовую камеру 1, а затем откачивали ее форвакуумным насосом, присоединенным к патрубку 14.
На второй позиции подложки нагревали с помощью кварцевых ламп. После модификации система позволяла проводить нагрев подложек до Т=(550-600)С. Температура на подложках фиксировалась с помощью термопары хромель-алюмель и миливольтметра.
На третьей и четвертой позициях, являющихся камерами распыления 8 и имеющих одинаковую конструкцию, на нагретые подложки с помощью магратронов 4 наносили требуемую металлическую пленку. Напуск рабочего газа (аргона) непосредственно в зону разряда осуществлялся через натекатель 5.
Для равтомерного нанесения пленок на трех рабочих позициях установки предусмотрено вращение планетарного поддожкодержателя механическим приводом 6. Поворот карусели на шаг происходит только после того, как затвор шлюзовой камеры 1 и механизм вакуумной блокировки камеры распыления 8 опустятся вниз, соединяя их объемы с общей рабочей камерой 7.
Исследование влияния концентрации некомпенсированной донорной примеси на удельное сопротивление омических контактов
Зависимость удельного контактного сопротивления омических контактов, изготовленных на основе Ni к n-SiC от концентрации нескомпенсированной донорной примеси: 1-данные работы [104], 2,3-данные настоящей работы (1 = 1000 С и 1200С соответственно). в предположении, что что высота барьера уменьшается до величины 0,35 эВ. В этом случае при низких концентрациях нескомпенсированных доноров ( 1017 см"3) преобладает термоэмиссионная компонента тока, а при Nd-Na 10 см гс определяется в основном туннельными процессами.
Из рисунка видно, что существует некоторое отличие в экспериментальных данных, полученных нами и авторами [104]: для изготовленных в настоящей работе омических контактов величина гс уменьшается более плавно с увеличением Nd-Na и полученная зависимость не коррелирует с представленной в [104] расчетной кривой. Можно предположить, что в нашем случае механизм формирования омического контакта отличается от предложенного в работе [104].
Проведенные исследования позволили установить, что удельное контактное сопротивление может быть снижено почти на порядок при увеличении концентрации нескомпенсированных доноров и при (Nd-Na) ЫО20 см"3 достигать величины 9 -10"6 Ом-см2.
Для омических контактов, предназначенных к использованию в полупроводниковых приборах на основе карбида кремния, наряду с низким удельным контактным сопротивлением, необходимым условием является возможность их использования при повышенных температурах окружающей среды (Токр) и при пропускании высоких плотностей тока.
В настоящей работе омические контакты, изготовленные на основе никеля к n-6H-SiC, исследовались в диапазоне Токр = 20-550С и при пропускании постоянного тока плотностью до 104 А/см2.
В процессе исследований образцы с изготовленными омическими контактами помещались на графитовый столик. Нагревание столика с образцом осуществлялось резистивным методом, позволяющим производить нагрев до 600С.Температура контролировалась с помощью термопары хромель-алюмель. Измерение сопротивления проводилось с использованием вольфрамовых зондов, заточенных электролитическим методом. Тестирование ВАХ осуществлялось с помощью измерителя параметров полупроводниковых приборов Л2-56. В процессе измерений контролировалась величина сопротивления (R3) между зондами, расположенными на одинаковом расстоянии на одной контактной площадке. Тем самым косвенно оценивалось сопротивление растекания по материалу контактного покрытия. Все измерения были проведены на воздухе.
Зависимость гс=гс(Т0кр) представлена на рис.3.13. Рисунок 3.14 демонстрирует зависимость сопротивления R3 от температуры окружающей среды.
Типичная зависимость сопротивления между зондами, расположенными на фиксированном расстоянии на одной контактной площадке от температуры окружающей среды. постоянным во всем диапазоне Токр вплоть до 600С. После охлаждения образцов до комнатной температуры величина гс соответствовала исходной. Однако, начиная с Токр 300-350С наблюдается рост величины R3, что может быть связано с началом процессов окисления материала контактного покрытия. Учитывая постоянство величины гс с ростом Токр, можно предположить, что эти процессы не затрагивают область интерфейса контактное покрытие/SiC, состояние которой и определяет стабильность величины гс. Для предотвращения процессов окисления материала контакта в реальных приборах могут быть использованы вакуумные или заполненные инертным газом корпуса, а также контакты могут быть защищены посредством нанесения металлов, стойких к окислению на воздухе, таких как Au, Pt и т.п.
В литературе существует ограничеснное число работ, посвященных исследованию омических контактов к n-SiC при повышенных температурах окружающей среды [5,105,106]. Основные результаты таких исследований сведены в табл.3.1. Из данных таблицы видно, что в основном стабильные характеристики омических контактов получены при испытании в атмосфере азота или в вакууме. Результаты наших исследований хорошо согласуются с приведенными выше литературными данными, несмотря на то, что все измерения в настоящей работе были проведены на воздухе.
Омические контакты кр-бН-SiC, изготовленные на основе контактных систем, содержащих алюминий
Следует отметить, что в литературе, посвященной омическим контактам к p-6H-SiC нет данных по исследованию влияния температуры отжига на величину удельного контактного сопротивления.
С целью оптимизации технологии изготовления омических контактов на основе Ti-Al к p-6H-SiC в данной работе контакты изготавливались после напыления пленок Ті и А1 различной толщины и отжига в диапазоне температур (800-1400)С. Эксперименты показали, что для получения омического контакта с хорошей воспроизводимостью, необходимо придерживаться следующих технологических параметров: пленка А1 не должна иметь толщину менее 0,15-0,2 мкм, при этом слой Ті - не должен превышать 0,1-0,15 мкм. В других случаях контакты после отжига имеют нелинейные вольт-амперные характеристики (рис.4.6).
Зависимость удельного сопротивления омических контактов данного типа (изготовленных при оптимальных технологических условиях) от температуры отжига представлена на рис.4.7. На рисунке показаны данные, полученные на образцах p-6H-SiC, выращенных различными технологическими методами и имеющих разное значение Na-Na: Ixl о-3, A / , / f 1 U,B
.ВАХ контактов, изготовленных на основе системы Ti-Al к p-SiC после отжига при Тагж=1000С при несоблюдении оптимальных толщин осаждаемых пленок Ті и А1 (диаметр контактной площадки d=60 мкм)
Зависимость удельного сопротивления от температуры отжига омических контактов, изготовленных на основе системы Ti-Al к p-SiC: 1-подложкам, выращенным модифицированным методом Лели с Na-Nd= 2.7-1018 см"3; 2, 4-эпитаксиальным слоям, выращенным метдом сублимации с Na-Nd 7-1018 см"3 и ЫО19 см"3; 3-эпитаксиальным слоям, выращенным методом жидкофазной эпитаксии с Na-Nd=l-1019
Для всех исследованных образцов величина гс практически не зависит от температуры отжига во всем исследованном диапазоне Т
Таким образом, омический контакт на основе Ti-Al к p-6H-SiC может быть сформирован при ТОТЖ=800С, совпадающей по величине с температурой отжига, требуемой для изготовления омических контактов к n-6H-SiC. Вследствие этого, в реальных полупроводниковых приборах на основе SiC (например, диодных структурах) появляется возможность изготавливать омические контакты к p-SiC и n-SiC в одном процессе отжига, что значительно упрощает технологию изготовления прибора. Кроме того, Тогаг=800оС является самой низкой из известных по литературным данным при изготовлении контактов к p-6H-SiC: 2000С [99] на основе системы Al-Au-W и 1000С на основе Ti-Al [7].
Следует отметить также, что омические контакты Ti-Ai/p-6H-SiC могут быть изготовлены с хорошей воспроизводимостью к карбиду кремния р-типа проводимости, выращенному по различным технологиям, что является несомненным достоинством при использовании контакта данного типа в технологии полупроводниковых приборов.
Зависимость удельного сопротивления омических контактов Ti-Al/p-6H-SiC от концентрации некомпенсированной акцепторной примеси.
При исследовании зависимости удельного сопротивления от концентрации нескомпенсированной акцепторной примеси омические контакты на основе системы Ti-Al изготавливались к р-6H-SiC с концентрацией нескомпенсированных акцепторов в диапазоне Na-Nd=(2-1017 - 11019)см"3, выращенному различными технологическими методами (см.п.4.3.1).
Экспериментально полученная зависимость представлена на рис.4.8. Для сравнения на этом же рисунке показана зависимость rc=rc(Na-Nd), полученная авторами работы [7]. В работе [7] контакты формировались после напыления смеси Ti-Al к эпитаксиальным слоям, выращенным методом газофазной эпитаксии (CVD) на подложках, изготовленных модифицированным методом Лели. Контакты были получены при Тагж=1000С. Сплошная линия соответствует данным численного расчета в предположении, что величина высоты барьера Фь после отжига уменьшается до 0.37 эВ вследствие легирования приповерхностной области p-SiC алюминием, входящим в состав контактного покрытия. На основании полученных данных, авторы работы [7] делают предположение о преобладании туннельного механизма образования омического контакта.
Зависимость удельного сопротивления омических контактов, изготовленных на основе системы Ti-Al к p-SiC от концентрации некомпенсированной акцепторной примеси: 1-наши данные; 2-данные [7], сплошная линия -теоретический расчет [7].
Как видно из рис.4.8, наши данные находятся в хорошем соответствии с результатами, полученными в [7]. Следует отметить, что авторы [7] отмечают недостаточно хорошую воспроизводимость получаемых ими омических контактов. Разработанная нами технология с использованием послойного осаждения металлических пленок Ті и А1 и оптимизацией их толщин, позволяет изготавливать омические контакты к p-SiC с хорошей воспроизводимостью.
Минимально полученные в настоящей работе значения гс составили (1-2 КГ Ом-см2 при Na-Nd (1-2)1019 см 3.
Таким образом, омические контакты с rc КГ4 Ом-см2 на основе системы Ti-Al могут быть сформированы к карбиду кремния р-типа проводимости, выращенному по основным применяющимся в настоящее время технологиям.
