Ni(W)Si/Si肖特基势垒二极管电学特性研究

首次提出在Ni中掺入夹层W的方法来提高NiSi的热稳定性。具有此结构的薄膜,经600~800℃快速热退火后,薄层电阻保持较低值,小于2Ω/。经Raman光谱分析表明,薄膜中只存在NiSi相,而没有NiSi2生成。Ni(W)Si的薄层电阻由低阻转变为高阻的温度在800℃以上,比没有掺W的镍硅化物转变温度的上限提高了100℃。Ni(W)Si/Si肖特基势垒二极管能够经受650~800℃不同温度的快速热退火,肖特基接触特性良好,肖特基势垒高度为0.65 eV,理想因子接近于1。     

Ni(W)Si/Si肖特基势垒二极管电学特性研究

文中首次提出在Ni中掺入夹层W的方法来提高NiSi的热稳定性。具有此结构的薄膜,经600℃～800℃快速热退火后,薄层电阻保持较低值,小于2Ω/□。经Raman光谱分析表明,薄膜中只存在NiSi相,而没有NiSi2生成。Ni(W)Si的薄层电阻由低阻转变为高阻的温度在800℃以上,比没有掺W的镍硅化物的转变温度的上限提高了100℃。Ni(W)Si/Si肖特基势垒二极管能够经受650℃～800℃不同温度的快速热退火,肖特基接触特性良好,肖特基势垒高度为0.65eV,理想因子接近于1。     

GaN紫外探测器的Ti/Al接触的电学特性

在非故意掺杂的和掺Si的GaN薄膜上蒸镀Ti(24nm)/Al(nm)薄膜,氮气环境下400～800℃范围内进行退火。实验结果表明,在非故意掺杂的样品上,随退火温度的升高,肖特基势垒高度下降,理想因子升高,表面状况逐渐变差,600℃退火形成较低接触电阻的欧姆接触,比接触电阻率为3.03×10-4Ωcm2,而载流子浓度为5.88×1018cm-3的掺Si的样品未退火就形成欧姆接触,比接触电阻可达到4.03×10-4Ωcm2。     

Ni(Zr)Si薄膜热稳定性及其肖特基势垒二极管的电学特性

提出在Ni中掺人夹层Zr的方法来提高NiSi的热稳定性.具有此结构的薄膜,600～800℃快速热退火后,薄层电阻保持较低值,小于2Ω/□.经XRD和Raman光谱分析表明,薄膜中只存在低阻NiSi相,而没有高阻NiSi2相生成.Ni(Zr)Si的薄层电阻由低阻转变为高阻的温度在800℃以上,比没有掺Zr的镍硅化物的转变温度上限提高了100℃.Ni(Zr)Si/Si肖特基势垒二极管能够经受650～800℃不同温度的快速热退火,肖特基接触特性良好,肖特基势垒高度为0.63eV,理想因子接近于1.     

Ni(Zr)Si薄膜热稳定性及其肖特基势垒二极管的电学特性

提出在Ni中掺入夹层Zr的方法来提高NiSi的热稳定性．具有此结构的薄膜,600～800℃快速热退火后,薄层电阻保持较低值,小于2Ω/□．经XRD和Raman光谱分析表明,薄膜中只存在低阻NiSi相,而没有高阻NiSi2相生成．Ni(Zr)Si的薄层电阻由低阻转变为高阻的温度在800℃以上,比没有掺Zr的镍硅化物的转变温度上限提高了100℃．Ni(Zr)Si/Si肖特基势垒二极管能够经受650～800℃不同温度的快速热退火,肖特基接触特性良好,肖特基势垒高度为0.63eV,理想因子接近于1．     

Si衬底上采用溅射Fe/Si纳米多层结构制备β-FeSi2薄膜

采用磁控溅射的方法在Si衬底上生长Fe/Si多层膜,退火后形成了硅化物薄膜。利用X射线衍射(XRD)、Raman光谱、原子力显微镜(AFM)研究了Fe/Si膜厚比和退火温度对薄膜结构特性的影响。研究表明,当Fe/Si膜厚比为1/2,预先在衬底上沉积Fe缓冲层,退火温度为750℃,形成的硅化物为β-FeSi2,晶粒的平均尺寸大约为50nm,且分布得比较均匀。如果Fe/Si厚度比为1/1或3/10时,形成的硅化物为ε-FeSi。随着退火温度的升高,Fe/Si之间的相互扩散逐渐增强,当退火温度为1 000℃时,形成了富硅的二硅化物的高温相α-FeSi2。     

退火温度对Au/Ti/4H-SiC肖特基接触特性的影响

采用电子束蒸发法在4H-SiC表面制备了Ti/Au肖特基电极,研究了退火温度对Au/Ti/4H-SiC肖特基接触电学特性的影响.对比分析了不同退火温度下样品的电流密度-电压(J-V)和电容-电压(C-V)特性曲线,实验结果表明退火温度为500℃时Au/Ti/4H-SiC肖特基势垒高度最大,在.J-V测试和C-V测试中分别达到0.933 eV和1.447 eV,且获得理想因子最小值为1.053,反向泄漏电流密度也实现了最小值1.97×10-8 A/cm2,击穿电压达到最大值660 V.对退火温度为500℃的Au/Ti/4H-SiC样品进行J-V变温测试.测试结果表明,随着测试温度的升高,肖特基势垒高度不断升高而理想因子不断减小,说明肖特基接触界面仍然存在缺陷或者横向不均匀性,高温下的测试进一步证明肖特基接触界面还有很大的改善空间.     

超薄外延CoSi_2/n-Si的肖特基势垒接触特性

研究了超薄(～10nm)CoSi2/Si的肖特基势垒接触特性.Co(3—4nm)/Ti(1nm)双层金属通过快速热退火在Si(100)衬底上形成超薄CoSi2薄膜.X射线衍射测试表明该薄膜具有较好的外延特性.用I-V、C-V方法在82—332K温度范围内测试了CoSi2/Si的肖特基势垒特性.用弹道电子发射显微术直接测量了微区肖特基势垒高度.测试表明,用Co/Ti/Si方法形成的超薄CoSi2/Si接触在室温时具有优良的肖特基势垒特性,I-V方法测得的势垒高度为0.59eV,其理想因子为1.01;在低温时,I-V方法测得的势垒高度随温度降低而降低,理想因子则升高.采用肖特基势垒不均匀性理论,并假设势垒高度呈高斯     

超薄外延CoSi2/n-Si的肖特基势垒接触特性

研究了超薄(～10nm)CoSi2/Si的肖特基势垒接触特性.Co(3-4nm)/Ti(1nm)双层金属通过快速热退火在Si(100)衬底上形成超薄CoSi2薄膜.X射线衍射测试表明该薄膜具有较好的外延特性.用I-V、C-V方法在82-332K温度范围内测试了CoSi2/Sj的肖特基势垒特性.用弹道电子发射显微术直接测量了微区肖特基势垒高度.测试表明,用Co/Ti/Si方法形成的超薄CoSj2/Sj接触在室温时具有优良的肖特基势垒特性,I-V方法测得的势垒高度为0.59eV,其理想因子为1.01;在低温时,I-V方法测得的势垒高度随温度降低而降低,理想因子则升高.采用肖特基势垒不均匀性理论,并假设势垒高度呈高斯分布,实验数据和理论吻合较好.     

快速热退火对Ti/Al-GaN接触的影响

利用伏安特性和俄歇能谱深度分布研究了快速热退火对Ti/Al-GaN接触的影响,氮气中600℃退火60s可以获得欧姆接触.实验结果表明,退火温度的升高导致N元素向表面扩散和界面反应的发生.N空位的产生形成了重掺杂的界面,有利于电流的隧穿,界面处Al,Ti,Ga,N三元系或四元系反应产物起到降低Ti/GaN接触的势垒作用.较高温度退火形成的欧姆接触是势垒高度降低和隧穿电流机制共同作用的结果.     

快速热退火对Ti/Al-GaN接触的影响

利用伏安特性和俄歇能谱深度分布研究了快速热退火对Ti/Al-GaN接触的影响,氮气中600℃退火60s可以获得欧姆接触.实验结果表明,退火温度的升高导致N元素向表面扩散和界面反应的发生.N空位的产生形成了重掺杂的界面,有利于电流的隧穿,界面处Al,Ti,Ga,N三元系或四元系反应产物起到降低Ti/GaN接触的势垒作用.较高温度退火形成的欧姆接触是势垒高度降低和隧穿电流机制共同作用的结果     

非故意掺杂GaN上Ti/Al/Ni/Au欧姆接触研究

基于圆形传输线模型,研究了背景载流子浓度为71016cm3的非故意掺杂GaN与Ti/Al/Ni/Au多层金属之间欧姆接触的形成。样品在N2气氛中,分别经过温度450,550,700,800,900℃的1 min快速热退火处理后发现,当退火温度高于700℃欧姆接触开始形成,随着温度升高欧姆接触电阻持续下降,在900℃时获得了最低比接触电阻6.6106O·cm2。研究表明,要获得低的欧姆接触电阻,需要Al与Ti发生充分固相反应,并穿透Ti层到达GaN表面;同时,GaN中N外扩散到金属中,在GaN表面产生N空位起施主作用,可提高界面掺杂浓度,从而有助于电子隧穿界面而形成良好欧姆接触。     

Ti/Al/Ti/Au与AlGaN欧姆接触特性

研究了溅射Ti/Al/Ti/Au四层复合金属与AlGaN/GaN的欧姆接触特性,并就环境温度对欧姆接触特性的影响进行了分析研究.试验证实:溅射的Ti/Al/Ti/Au与载流子浓度为2.24×1018cm-3的AlGaN之间在室温下无需退火即可形成欧姆接触.随快速退火温度的升高接触电阻降低.快速退火时间30s已可实现该温度下最佳欧姆接触.当工作温度不高于300℃时接触电阻几乎不受温度的影响.     

Ti/Si和Ti/SiO_2/Si系统硅化物的形成

用AES、XPS、RBS和X射线衍射等技术研究了在稳态热退火和激光退火条件下,Ti/Si和 Ti/SiO_2/Si系统硅化物的形成.在 500—600℃稳态热退火条件下,Ti/Si系统形成 Ti_5Si_3、TiSi和 TiSi_2三种硅化物;高于 650℃,只存在TiSi_2.TiSi_2的生长服从 △x∝t~(1/2).Ti/SiO_2/Si系统,750℃以上退火,形成覆盖层为TiO 的Ti_5Si_3薄膜,△x∝t~(1/2). CW-Ar~+激火扫描退火Ti/Si样品,功率密度小于2.7kW/cm~2,产生固相反应;功率密度～3.8kW/cm~2,产生液相反应,并形成TiSi_2和纯Si的混合薄膜.对实验结果进行了讨论.     

固相反应制备的多晶和外延 CoSi_2/n-Si(111)接触的肖特基特性(英文)

通过硅 (111)衬底淀积的单层 Co或 Co/ Ti双金属层在不同退火温度的固相反应 ,在硅上形成制备了多晶和外延 Co Si2 薄膜 .用电流 -电压和电容 -电压 (I- V/ C- V)技术在 90 K到室温的温度范围内测量了 Co Si2 / Si肖特基接触特性。用肖特基势垒不均匀模型分析了所测得的 I- V特性 ,在较高温度下 (≥～ 2 0 0 K)或较低温度的较大偏压区域 ,I- V曲线能用热激发和在整个结面积上势垒高度的高斯分布模型描述 .而在较低温度的较小偏压区域 ,电流由流过一些小势垒高度微区的电流决定 ,从而在低温 I- V曲线上在约 10 - 7A处有一个“曲折”.在室温下 ,从 I-V曲线得到的多晶 Co Si2 / Si的势垒高度为约 0 .5 7e V.对外延 Co Si2 ,势垒高度依赖于最后退火温度 ,当退火温度从 70 0℃升到 90 0℃ ,势垒高度从 0 .5 4e V升高到 0 .6 0 e V.     

Ti/Al/Ti/Au与AlGaN欧姆接触特性

研究了溅射 Ti/ Al/ Ti/ Au四层复合金属与 Al Ga N / Ga N的欧姆接触特性 ,并就环境温度对欧姆接触特性的影响进行了分析研究 .试验证实 :溅射的 Ti/ Al/ Ti/ Au与载流子浓度为 2 .2 4× 10 1 8cm- 3的 Al Ga N之间在室温下无需退火即可形成欧姆接触 .随快速退火温度的升高接触电阻降低 .快速退火时间 30 s已可实现该温度下最佳欧姆接触 .当工作温度不高于 30 0℃时接触电阻几乎不受温度的影响     

固相反应制备的多晶和外延CoSi2/n-Si(111)接触的肖特基特性

通过硅(111)衬底淀积的单层Co或Co/Ti双金属层在不同退火温度的固相反应,在硅上形成制备了多晶和外延CoSi2薄膜.用电流-电压和电容-电压(I-V/C-V)技术在90K到室温的温度范围内测量了CoSi2/Si肖特基接触特性. 用肖特基势垒不均匀模型分析了所测得的I-V特性,在较高温度下(≥～200K)或较低温度的较大偏压区域,I-V曲线能用热激发和在整个结面积上势垒高度的高斯分布模型描述. 而在较低温度的较小偏压区域,电流由流过一些小势垒高度微区的电流决定,从而在低温I-V曲线上在约10-7A处有一个"曲折”. 在室温下,从I-V曲线得到的多晶CoSi2/Si的势垒高度为约0. 57eV. 对外延CoSi2,势垒高度依赖于最后退火温度,当退火温度从700℃升到900℃,势垒高度从0. 54eV升高到0. 60eV.     

用弹道电子显微术研究Co-Ti-Si系统的退火温度对CoSi2/Si势垒不均匀性的影响

通过在硅(100)衬底上淀积的Co(3nm)/Ti(1nm)双金属层在不同退火温度下的固相反应,在硅衬底上制备了超薄外延CoSi2薄膜.在低温下,用弹道电子显微术(BEEM)及其谱线(BEES)测量了CoSi2/Si接触的局域肖特基势垒高度.对于800℃退火的CoSi2/Si接触,势垒高度的空间分布基本符合高斯分布,其峰值在599meV,标准偏差为21meV.而对于700℃退火样品,势垒高度分布很不均匀,局域的势垒高度值分布在152meV到870meV之间,这可归因于CoSi2薄膜本身的不均匀性.     

用弹道电子显微术研究Co-Ti-Si系统的退火温度对CoSi2/Si势垒不均匀性的影响

通过在硅(100)衬底上淀积的Co(3nm)/Ti(1nm)双金属层在不同退火温度下的固相反应,在硅衬底上制备了超薄外延CoSi2薄膜.在低温下,用弹道电子显微术(BEEM)及其谱线(BEES)测量了CoSi2/Si接触的局域肖特基势垒高度.对于800℃退火的CoSi2/Si接触,势垒高度的空间分布基本符合高斯分布,其峰值在599meV,标准偏差为21meV.而对于700℃退火样品,势垒高度分布很不均匀,局域的势垒高度值分布在152meV到870meV之间,这可归因于CoSi2薄膜本身的不均匀性.     

快速退火温度对Ag/SrTiO_3/p~+-Si器件阻变特性的影响

采用溶胶-凝胶结合快速退火工艺在p~+-Si基片上制备了Sr Ti O_3薄膜,构建了Ag/Sr Ti O_3/p~+-Si结构的阻变器件,研究了退火温度对薄膜微观结构、阻变特性的影响。结果表明:不同退火温度下薄膜均呈结晶态,并且随退火温度升高,薄膜晶粒有增大的趋势,当退火温度为750℃时,薄膜的衍射峰不明显并且有杂峰出现。不同退火温度下Ag/Sr Ti O_3/p~+-Si器件都具有明显的双极性阻变特性,但退火温度为850℃与900℃的器件在扫描电压达到某一值时电流会出现一个极小值;经850℃退火处理的器件具有更高的高低电阻比(103～104)。当退火温度为800℃及更高时,器件在高阻态下的导电机制以肖特基势垒发射机制为主;低阻态的电荷传导机制则遵循空间电荷限制电流机制(SCLC)。器件在200次可逆循环测试下,退火温度为850℃时表现出较好的抗疲劳特性。