Wpływ procesów przygotowania podłoża 4H-SiC na właściwości diod Schottky'ego

• Autorzy: Kwietniewski N. , Sochacki M. , Szmidt J. , Guziewicz M. , Kamińska E. , Piotrowska A.

Warianty tytułu

EN

Influence of surface cleaning effects on properties of Schottky diodes on 4H-SiC

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ramach prowadzonych badań wykonane zostały diody Schottky'ego Ir/4H-SiC, IrO2/4H-SiC, Ni/4H-SiC. W artykule opisany został wpływ różnych procesów przygotowania powierzchni podłoża z węglika krzemu (4H-SiC) na parametry elektryczne uzyskanych diod. Sprawdzono skuteczność stosowanej powszechnie w technologii krzemowej procedury RCA, wpływ kąpieli w buforowym roztworze kwasu fluorowodorowego (HF _buff ), użyteczność roztworów czyszczących na bazie kwasu siarkowego (H2SO4) oraz wpływ reaktywnego trawienia jonowego (RIE) powierzchni węglika krzemu. Zmierzone charakterystyki prądowo-napięciowe (I-V) diod Schottky'ego przeanalizowane zostały pod kątem korelacji obliczonych parametrów elektrycznych z efektami zaproponowanych metod przygotowania powierzchni. Trawienie RIE obniża w każdym przypadku efektywną wartość bariery Schottky'ego. Istnieje możliwość jednoczesnego obniżenia prądu zaporowego po zastosowaniu odpowiednich parametrów procesu trawienia. Omawiany efekt jest korzystny dla ograniczenia statycznych strat mocy zarówno przy polaryzacji diody w kierunku przewodzenia jak i w kierunku zaporowym. Wykazano, że zastosowanie trawienia RIE może wpływać korzystnie na obniżenie rezystancji charakterystycznej diody przy polaryzacji w kierunku przewodzenia.

EN

Ir/4H-SiC, IrO2/4H-SiC and Ni/4H-SiC Schottky diodes are reported in terms of different methods of surface pretreatment before contact deposition. RCA method, buffered HF bath, H2SO4 solution and reactive ion etching (RIE) were tested in different configurations. The electrical parameters extracted from I-V characteristics of Schottky diodes were correlated with the results of proposed surface cleaning methods. Very promising results were obtained for samples which had been etched in argon, taking into account the total static power losses, because the modified surface preparation leads to a decrease in the forward voltage drop and reverse leakage current simultaneously. The decrease of Schottky diode specific resistance is able to achieve using reactive ion etching.

Słowa kluczowe

PL

węglik krzemu; przygotowanie powierzchni; diody Schottky'ego; trawienie RIE; Ir; IrO2; Ni

EN

silicon carbide; surface treatment; Schottky diodes; IrO2; Ni

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 49, nr 9
• Strony: 57--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kwietniewski N.

autor

Sochacki M.

autor

Szmidt J.

autor

Guziewicz M.

autor

Kamińska E.

autor

Piotrowska A.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Kosugi R., Suzuki S., Okamoto M., Harada S., Senzaki J., Fukuda K.: IEEE Electron Device Lett. 23, (2002) 136.
• [2] Lu C.-Y., Cooper Jr. J. A., Tsuji T., Chung G. Y., Williams J. R., McDonald K., Feldman L. C.: IEEE Trans. Electron Dev. 50 (2003) 1582.
• [3] Porter L. M., Davies R. F.: Mater. Sci. Eng. B 34 (1995) 83.
• [4] Itoh A., Matsunami H.: Phys. Status Solidi A 162 (1997) 389.
• [5] Raynaud C., Isoird K., Lazar M., Johnson C. M., Wright N.: J. Appl. Phys. 91 (2002) 9841.
• [6] Ioannou D. E., Papanicolaou N. A., Nordquist P. E., Jr.: IEEE Trans. Electron Dev. 34 (1987) 1694.
• [7] Papanicolaou N. A., Christou A., Gipe M. L.: J. Appl. Phys. 65 (1989) 3526.
• [8] Lundberg N., Ostling M., Zetterling C.-M., Tagstrom P., Jansson U.: J. Electron. Mater. 29 (2000) 372.
• [9] Krusin-Elbaum L., Wittmar M.: J. Electrochem. Soc. 135 (1988) 2610.
• [10] Green M. L., Gross M. E., Papa L. E., Schnoes K. J., Brasen D.: J. Electrochem. Soc. 132 (1985) 2677.
• [11] Larrieu G., Dubois E., Wallart X., Katcki J.: J. Appl. Phys. 102 (2007) 094504.
• [12] Han S. Y., J.-L. Lee: J. Appl. Phys. 94 (2003) 6159.
• [13] Kikuchi A.: J. Appl. Phys., 74 (1993) 3270.
• [14] Bhatnagar M., Baliga B. J., Kirk H. R., Rozgonyi G. A.: IEEE Trans. on Electron Dev. 43 (1996), 150.
• [15] Skromme B. J., E. Luckowski, K. Moore, M. Bhatnagar, C. E. Weitzel, T. Gehoski, D. Ganser: J. Electron. Mater. 29 (2000) 376.
• [16] Roccaforte R., F. La Via, V. Raineri, P. Musumeci, L. Calcagno, G. G. Condorelli: Appl. Phys. A77 (2003) 827.
• [17] Rhoderick E. H., R. H. Williams: Metal-semiconductor contacts, University Press, Oxford (1988).
• [18] Cheung S. K., N. W. Cheung : Appl. Phys. Lett. 49 (1986) 85.
• [19] Norde H.: J. Appl. Phys. 50 (1979) 5052.
• [20] Itoh A., T. Kimoto, H. Matsunami: IEEE Electron Device Lett. 16 (1995) 280.
• [21] Götz W., A. Schöner, G. Pensl, W. Suttrop, W. J. Choyke, R. Stein, S. Leibenzeder: J. Appl. Phys. 73 (1992) 3332.
• [22] Werner J. H.: Appl. Phys. A, 47 (1998) 291.
• [23] Aubry V., F. Meyer: J. Appl. Phys., 76 (1994) 7973.
• [24] Constantinidis G., J. Kuzmik, K. Michelakis: Diamond Relat. Mater. 6 (1997) 1459.
• [25] Sochacki M., R. Łukasiewicz, W. Rzodkiewicz, A. Werbowy, J. Szmidt: Diamond and Relat. Mater. 14 (2005) 1138.
• [26] Hackam R., P. Harrop: IEEE Trans. Electron Dev. 19 (1972) 1231.
• [27] Schmitsdorf R. F., T. U. Kampen, W. Mönch: J. Vac. Sci. Technol. B 15 (1997) 1221.
• [28] Roccaforte F., F. La Via, V. Raineri, R. Pierobon, E. Zanoni: J. Appl. Phys. 93(2003)9137.
• [29] Maeda K.: Appl. Surf. Sci. 252 (2006) 5659.
• [30] Tung R. T.: Mater. Sci. Eng., R35, (2001) 1.
• [31] Ohdomari I., T. S. Kuan, K. N. Tu: J. Appl. Phys. 50 (1979) 7020.
• [32] Saxena V., J. N. Su, A. J. Steckl: IEEE Trans. Electron Dev. 46 (1999)456.
• [33] Palm H., M. Arbes, M. Schulz: Phys. Rev. Lett. 71 (1993) 2224.