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n型SiCN薄膜的制备及其欧姆接触特性研究

作　者: 钱燕妮
导　师: 程文娟
学　校: 华东师范大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: n型SiCN薄膜磷掺杂欧姆接触比接触电阻率
分类号: TN304
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 44次
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内容摘要

作为一种新兴的宽带隙半导体材料,SiCN具有带隙可调（2.86～5.0 eV）、高的热导率、高的载流子迁移率、高的抗压、抗辐射等优异的物理化学性能,而且与Si、SiO₂等材料的附着力好,与硅基器件工艺具有很好的兼容性,被认为是制作高温微电子机械系统（MEMS）的首选材料之一。然而,要真正使SiCN材料在高温MEMS器件中得到实际应用,就必须解决它与电极材料之间的接触问题。本工作的内容分为两部分:一部分是磷掺杂的n-SiCN薄膜的制备;另一部分是以多层材料Ti/WSi/Ni作为电极,探讨Ti/WSi/Ni-SiCN结构的电极接触特性。获得了如下主要结果:1、以高纯CH₄、N₂和H₂以及SiH₄作为源气体,采用传统的等离子体增强化学气相沉积方法制备出了不同磷含量的SiCN薄膜。结果显示:所制备的样品是以原子级结合的新型的六方结构的SiCN相,同时磷被掺入到其中,其结构可以表示成[Si_x+C_1-x][N]₄:P。2、随着样品中磷含量的增大,其形貌和结构没有显著变化,其载流子浓度和迁移率有所增大,分别处于5×10¹⁷cm^-3-8×10¹⁸cm^-3和200-280cm²/V范围。3、采用CLTM结构,测试了不同退火温度下的I-V曲线。结果表明:对于退火前和热处理温度较低（300～600℃）的样品,呈现出肖特基整流特性;当温度增高到900℃及以上,样品呈现出欧姆接触特性;比接触电阻率随退火温度的增大明显减小,1000℃退火后的ρ_c最低为3.07×10^-5Ω·cm²。4、对样品在1000℃退火前后的界面结构和成分进行了分析,结果表明退火后界面附近的元素发生了扩散,有化合物TiN,WC,Ni₂Si和Ni₃Si₅生成,这正是获得低阻欧姆接触的原因。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
第一章绪论  10-13
  第一节研究背景及意义  10-11
  第二节本论文要解决的主要问题  11-12
  第三节本论文研究的主要内容  12-13
第二章欧姆接触原理及测试方法  13-27
  第一节金属半导体接触基本参数  13-14
  第二节金属半导体接触原理  14-19
  第三节欧姆接触获得低接触电阻的条件  19-20
  第四节欧姆接触测试方法  20-26
  第五节本章小结  26-27
第三章 n型 SiCN薄膜的制备及性能表征技术  27-39
  第一节 n型SiCN薄膜的制备  27-28
  第二节 n型SiCN薄膜的表征  28-32
  第三节薄膜性能分析  32-37
  第四节本章小结  37-39
第四章 SiCN薄膜上的欧姆接触  39-50
  第一节电极材料的选择  39-40
  第二节电极的制备  40-42
  第三节 Ti/WSi/Ni-SiCN欧姆接触  42-49
  第四节本章小结  49-50
第五章结论  50-51
参考文献  51-54
致谢  54

n型SiCN薄膜的制备及其欧姆接触特性研究

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