论文摘要
宽带隙半导体SiC是制作高温、高频及抗辐射功率器件的理想材料。欧姆接触问题是宽带隙半导体器件研究中的技术难点。欧姆接触不仅与金属电极材料种类有关，还受半导体表面态的影响。关于如何降低金属电极与半导体的欧姆接触电阻率，本文针对各种金属材料并结合SiC表面处理技术进行了研究。本文采用NiCr合金、Ti等金属材料作为欧姆接触材料，研究了n型4H-SiC制备欧姆接触的工艺条件，尤其是合金化温度对欧姆接触的影响。利用传输线模型法（TLM）和圆形传输线模型（CTLM）法测量金属／SiC接触的I-V曲线，计算比接触电阻ρc。利用X射线衍射（XRD）法考察不同热处理温度下电极材料与SiC界面间物相及物相结构的变化，以分析电学性质与微观结构间的联系。最后综合分析了影响欧姆接触的因素及其理论机制，并通过电学解析与工艺优化相结合，探索降低欧姆接触电阻的合理方法。Ni基金属体系是n型4H-SiC欧姆电极的常用金属，本文采用NiCr作为金属材料，高温退火后形成欧姆接触，900℃退火时得到最低的比接触电阻值为5.69×10-5Ω·cm2。本文还研究了低温退火制备Ti／SiC欧姆接触。经过氢钝化的SiC表面，沉积金属Ti后即可获得欧姆接触，比接触电阻值为2.25×10-3Ω·cm2，低温退火后，比电阻值降低，400℃合金时，得到最低的比接触电阻值为2.07×10-4Ω·cm2。本实验采用的工艺避免了欧姆接触所需的800-1200℃的高温合金，大大降低了工艺难度，对于提高器件的长期热稳定性有较好的研究意义。