オーム性接触形成メカニズム解明に向けた金属/炭化珪素界面に関する基礎研究

金属/碳化硅界面的基础研究，阐明欧姆接触形成的机制

基本信息

批准号：
22KJ1709
负责人：
原征大
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1709/
关键词：
SiC パワーデバイスオーム性接触ショットキー障壁ダイオード

项目摘要

報告者はこれまで、高温熱処理を施さずに形成した金属/高濃度ドープSiC界面における電気伝導機構の解析を行ってきた。前年度までの研究においては、高品質エピタキシャル成長層(エピ層)上に形成した電極における電気的特性の評価を行ってきたが、実デバイスのオーム性接触の多くが高濃度イオン注入層上に形成されることを念頭に置き、本年度は、リン(P)イオン注入により高濃度化したSiC上に電極を形成し、エピ層を用いる場合との差異を明らかにすることを目的として研究を進めた。ショットキー障壁ダイオード(SBD)を作製し、その電流-電圧特性を測定することにより、Pイオン注入SiCを用いたとき、同一ドーピング密度のエピ層を用いる場合と比較して、電流が数桁大きくなることを明らかにした。さらに、電気伝導機構の詳細な解析により、イオン注入誘起欠陥が形成する深い準位を介したトンネル(トラップアシストトンネル, TAT)がこの電流増大の主要因である可能性を見出した。また、界面での電流増大はオーム性接触形成において有用な特性であることから、接触抵抗率の評価用素子(TLM構造)の作製および解析を行った。その結果、Pイオン注入試料を用いたとき、同濃度のエピ層を用いる場合と比較して1桁程度低い接触抵抗率が得られることを明らかにした。さらに、仕事関数が低いMgを電極として用い、エピタキシャル成長の限界を超える高濃度(8e19 cm-3)の注入を施すことにより、実用レベルの低い接触抵抗率(2e-6 Ωcm2)を達成した。以上の実験および解析により、オーム性接触形成におけるPイオン注入の優位性が定量的に明らかになった。また、本研究で得られた金属/SiC界面の電気伝導機構に関する学術的理解は、低抵抗SiCオーム性接触の設計および形成において非常に有用である。

记者先前已经分析了未经高温热处理形成的金属/重掺杂的SIC界面的电传导机制。在上一年，研究人员评估了在高质量外延生长层（EPILAYERS）上形成的电极的电性能，但是考虑到大多数实际设备的大多数欧姆接触都是在高浓缩离子植入层上形成的，今年我们通过阐明了在高度的研究中进行了高度的差异，该差异是在高度的范围内阐明的，这是散发出的，这是在pl shepers nepers pers ples s的差异，这是在SIC中的差异。离子植入，并使用结论者。通过制造Schottky屏障二极管（SBD）并测量其电流 - 电压特性，可以发现，当使用P-ION植入SIC时，电流变成比使用具有相同掺杂密度的Epiolayer时大的数量级。此外，对电导传导机制的详细分析表明，通过离子植入引起的缺陷形成的深度水平（陷阱辅助的隧道，TAT）是电流增加的主要因素。此外，由于界面处的电流增加是欧姆接触形成的有用特征，因此制造并分析了用于评估接触电阻率（TLM结构）的装置。结果，可以发现，使用P-ION植入样品时，使用使用相同浓度的表层时，接触电阻率约为数量级。此外，通过使用低功函数的MG作为电极，高浓度（8E19 cm-3）超过了外延生长极限，在实践水平上实现了低接触电阻率（2E-6ΩCM2）。上面的实验和分析揭示了植入欧姆接触形成中P离子的优势。此外，在本研究中获得的金属/SIC界面上的电导率机制的学术理解在设计和形成低电阻的SIC SIC欧姆接触方面非常有用。

项目成果

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专利数量（0）

Enhanced tunneling current at Schottky contacts formed on heavily P+-implanted SiC

在重磷注入的 SiC 上形成的肖特基接触处增强的隧道电流

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Hara;M. Kaneko;and T. Kimoto
通讯作者：
and T. Kimoto

Impact of the split-off band on the tunneling current at metal/heavily-doped p-type SiC Schottky interfaces

分裂能带对金属/重掺杂p型SiC肖特基界面隧道电流的影响

DOI：
10.35848/1882-0786/acc30d
发表时间：
2023
期刊：
Applied Physics Express
影响因子：
2.3
作者：
Kitawaki Takeaki;Hara Masahiro;Tanaka Hajime;Kaneko Mitsuaki;Kimoto Tsunenobu
通讯作者：
Kimoto Tsunenobu

高濃度ドープp型SiCショットキー障壁ダイオードの電気的特性に対するスプリットオフバンドの影響

能带分裂对重掺杂p型SiC肖特基势垒二极管电特性的影响