до омічним контактам, які полягають у зниженні питомої контактного опору, підвищенні термічної стабільності контакту, стабільної працездатності при високих щільності струму і підвищенні відтворюваності його отримання. Для цього потрібні більш детальні дослідження виготовлених контактів.
Глава 3. Технологія формування омічних контактів до карбіду кремнію. Обладнання та об'єкти дослідження
. 1 Формування омічних контактів до n-і p - 6H-SiC
До моменту постановки завдання були розроблені омические контакти до n - 6H-SiC на основі молібдену (вольфраму) [98] і до p - 6H-SiC на основі системи Ai-Au-Mo (W) [ 99]. Такі контакти мали ряд недоліків, пов'язаних, в основному, з високими температурами відпалу, необхідними для їх формування. Як вже зазначалося у розділі 1, для виготовлення омічних контактів до n-SiC на основі Мо потрібні температури відпалу зразка ~ 1 600 0 С, а для контактів до p-SiC на основі системи Al-Au-Mo - (1800-2000) ° С. Такі високі температури відпалу структур, порівнянні з температурами зростання SiC, можуть призводити, наприклад, до утворення додаткового числа дефектів в кристалі, перерозподілу легуючої домішки і т.д., а також ускладнюють технологію виготовлення контакту і суміщення технологічних операцій при формуванні приладової структури в цілому.
У зв'язку з цим виникла необхідність розробки технології відтвореного виготовлення омічних контактів до SiC, що дозволяє формувати контакти до р і n-області приладу при порівняно низьких температурах відпалу, сумісної з технологією виготовлення приладу в цілому.
. 2 Технологія виготовлення омічних контактів до n-SiC. Об'єкти дослідження
Аналіз літературних даних, а також проведені попередні дослідження, показали, що наиболе?? перспективним з погляду відтвореного отримання омічного контакту до n-SiC при порівняно низьких температурах відпалу є нікель.
Концентрація нескомпенсованих домішки в 6H-SiC визначалася з вольт-фарадних (CU) вимірів, проведених на частоті 1 Мгц. Для проведення CU вимірювань формувалися поверхнево-бар'єрні структури Ni/SiC площею 7x10 - 4 см 2.
Перед нанесенням металізації підкладки піддавалися травленню в розплаві КОН при температурі ~ 550 ° С протягом 30 сек з метою видалення приповерхневого шару, порушеного механічної поліруванням, а потім багаторазово промивалися в дистильованої води в ультразвуковій ванні.
Поверхность епітаксійних шарів після зростання піддавалася обробці методом плазмо-хімічного травлення в плазмі SF6 для видалення компенсованого шару 0,2 мкм, який може утворитися на заключній стадії зростання.
Потім, методом електронно-променевого випаровування у вакуумі на поверхню зразка наносився шар нікелю товщиною 0,2-0,3 мкм. Безпосередньо перед осадженням нікелю зразки нагрівалися до Т=300 ° С.
Геометрія контактних майданчиків, необхідна для вимірювання питомого опору контакту, формувалася методом прямої фотолітографії.
Після цього зразки піддавалися відпалу методом електронного нагріву у вакуумі в діапазоні температур (400-1350) ° С протягом 2 хв.
Після відпалу поверхню кристала з омічними контактами оброблялася в плазмі аргону з метою запобігання можливих витоків струму між контактними майданчиками при вимірюванні величин контактного опору.
3.3 Технологія виготовлення омічних контактів до p-SiC. Об'єкти дослідження
В якості матеріалу контактного покриття використовувалися різні контактні системи, такі як Si-Ti, TiC-Al, Ti-Al, Мо-Al, Co-Si. Методи осадження металів на поверхню p - 6H-SiC представлені в табл.1.
Таблиця 1.
Матеріал контактаМетод осажденіяА1магнетронное випаровування в плазмі аргонаТімагнетронное випаровування в плазмі аргонаТіСелектронно-променеве випаровування в вакуумеSiелектронно-променеве випаровування в вакуумеMoелектронно-променеве випаровування в вакуумеСоелектронно-променеве випаровування у вакуумі
Перед осадженням металу підкладки карбіду кремнію р-типу піддавалися окисленню в атмосфері сухого кисню при Т ~ 1100 ° С протягом 4-5 годин з метою видалення поверхневого шару, порушеного механічної поліруванням. Потім оксид віддалявся в плавикової кислоті і зразки відмивалися в дистильованої воді.
Поверхность епітаксійних шарів після зростання піддавалася травленню в плазмі SF6 з метою видалення компенсованого шару завтовшки - 0,2 мкм. Режими, при яких проводилося напилення, і товщини контактних покриттів наведені в табліце.2.
Таблиця..2. Після осадження металів, малюнок контактних майданчиків фо...
