Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Termiczne formowanie tytanowych kontaktów omowych do węglika krzemu 4H-SiC

Kwietniewski Norbert, Szarafiński Jakub, Sochacki Mariusz, Szmidt Jan, Kaszub Wawrzyniec, Ciuk Tymoteusz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 9

172--174

PL

W artykule omówiono wyniki eksperymentu wygrzewania tytanowych kontaktów omowych do węglika krzemu (4H-SiC) w temperaturach od 850 oC do 1100 oC. Porównano wyniki pomiarów elektrycznych kontaktów do płaszczyzny krzemowej (0001) i węglowej (000-1) węglika krzemu. Sprawdzono dwa warianty przygotowania powierzchni: mycie RCA oraz mycie i usuwanie warstwy materiału metodą termicznego utleniania i trawienia. Wykazano korzystny wpływ obecności wodoru podczas wygrzewania na liniowość charakterystyk oraz rezystancję kontaktów.

EN

In this work, the results of the experiment regarding the contact thermal formation of Ti/4H-SiC were discussed. The results of electrical contact measurements to the silicon (0001) and carbon (000-1) face of silicon carbide were compared. The influence of different preparation of the semiconductor surface, standard RCA cleaning and cleaning followed by sacrificial thermal oxidation were investigated. The beneficial impact of the presence of hydrogen during the annealing on the linearity of the characteristics and the resistance of contacts was demonstrated.

2

Kontrolowane trawienia plazmą BCI₃/Ar cienkich warstw AlGaN dla technologii tranzystorów HEMT AlGaN/GaN

Kruszka R., Gołaszewska K., Taube A., Sidor Z., Borysiewicz M., Żytkiewicz Z. R., Kamińska E., Piotrowska A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 9

20-22

PL

Przedstawiono procesy precyzyjnego trawienia cienkiej warstwy AlGaN dla technologii tranzystorów HEMT AlGaN/GaN. Trawienia cienkich warstw AlGaN prowadzono w plazmie dużej gęstości BCI₃/Ar uzyskując szybkości trawienia na poziomie 10 nm/min. Dla metalizacji Ti/Al/Ni/Au najniższą wartość rezystancji kontaktu AI₂₈Ga₇₂N/(Ti/AI/Ni/Au), wynoszące Rc= 1 Ωmm i rc = 2 • 10 ⁻⁵ Ωcm², zaobserwowano dla głębokości wytrawienia ok. 8 nm (nominalnie 15 nm od granicy 2DEG). Badania przewodnictwa elektrycznego techniką C-AFM ujawniły niejednorodności metalizacji kontaktowej w skali nanometrowej z widoczną siecią kanałów dobrego przewodnictwa elektrycznego wokół źle przewodzących ziaren.

EN

Process of recess etching of thin AlGaN films for AlGaN/GaN HEMT technology is reported. The etching was carried out using high density BCI₃/Ar plasma yielding etch rates about 10 nm/min. It is shown, that for Ti/AI/Ni/Au metallization, the minimum contact resistance of a AI₂₈Ga₇₂N/(Ti/AI/Ni/Au) contact, i.e. Rc = 1 Ωmm and rc = 2•10 ⁻⁵ Ωcm² was achieved for the etch depth of 8 nm (corresponding to a nominal distance of 15 nm from the 2DEG). C-AFM conductivity studies revealed nanometer scale inhomo-geneities in the metallization area, with an network of high conductivity channels surrounding large low-conductivity grains.

3

Pomiary oporu właściwego kontaktów omowych do n-SiC metodą c-TLM

Gołaszewska K., Kiszkurno J. W., Kuchuk A., Jung W., Guziewicz M., Kamińska E., Piotrowska A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 9

98-102

PL

W artykule omówiono metodę i wyniki pomiarów kontaktów omowych prowadzone za pomocą kołowych struktur c-TLM. Obliczono teoretyczne zależności oporu właściwego rc od parametrów kontaktu i struktury pomiarowej a do weryfikacji wyników posłużono się kontaktami na bazie niklu do SiC. Struktury 4H-SiC miały postać warstw epitaksjalnych o grubości 3 µm i koncentracji nośników n = 5•10¹⁶ ÷ 10 ¹⁹ cm ⁻³ wyhodowanych na wysokooporowych podłożach (0001) 4H-SIC. Metalizacje kontaktowe Ni i Ni/Si wytwarzane były metodą magnetronowego rozpylania katodowego z targetów Ni(4N) i Si(4N) w atmosferze argonu i poddawane obróbce termicznej metodą impulsowa w przepływie argonu w temperaturze 900…1100 °C. Przeanalizowano wyniki obliczeń r(sub)c kontaktów n-SiC/Ni₂Si i n-SiC/Ni z zastosowaniem teorii c-TLM oraz jej form uproszczonych.

EN

In this study. the method and the results of the ohmic contacts measurements using the circular TLM structures are reported The theoretical dependences of the ohmic contact resistivty r(sub)c on parameters of contact and measuring structure were calculated. The nickel-based ohmic contacts to SiC were used to the verification of obtained results. The 4H-SiC epi-structures with thickness of 3 µm and the carrier concentration n = 5•10¹⁶ ÷ 10 ¹⁹ cm ⁻³ grown on high-resistivity (0001) 4H-SIC substrates were used in the experiment. Ni and Ni/Si contact metallization were deposited by magnetron sputtering using Ni(4N) and Si(4N) targets. The thermal trealments were carried out by RTA method in the Ar flow at the temperature 900...1100°C. The results of resistivity calculations obtained for n- n-SiC/Ni₂Si and n-SiC/Ni contacts using the c-TLM theory were analyzed.

4

Badania elektronomikroskopowe kontaktów omowych do węglika krzemu wytwarzanych na bazie niklu

Wzorek M., Czerwiński A., Kuchuk A., Ratajczak J., Piotrowska A., Kątcki J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 9

37-40

PL

Przedstawiono wyniki charakteryzacji struktur wielowarstwowych Ni/Si dla kontaktów omowych do węglika krzemu. Struktury po kolejnych etapach wygrzewania badane były metodami mikroskopii elektronowej. W warstwach kontaktowych zaobserwowano charakterystyczne defekty: luki oraz nieciągłości rozciągające się poprzez całą grubość warstwy. Zostało zaproponowane wytłumaczenie mechanizmów prowadzących do powstawania tych defektów, oraz kierunek rozwoju dalszych badań w celu ich uniknięcia.

EN

Ni-based multilayer structures for ohmic contacts to SiC were investigated using electron microscopy techniques. The contact structures were examined after each processing step. Specific defects were observed in the contact layers: the voids and the discontinuities of the contact layer. The explanation of the related mechanisms leading to formation of these defects is proposed as well as the direction of future studies to avoid formation of these defects.

5

Formation of Ni/Si based ohmic contacts to n-type 4H-SiC

Adamus Z., Kuchuk A. V., Wzorek M., Barcz A., Kamiska E., Piotrowska A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 9

108-111

EN

Multilayered structure of Ni and Si on n-type 4H-SiC has been annealed in the rapid thermal processing (RTP) in the range of temperatures from 600...1050°C. To study an influence of the RTP on electrical and structural properties of samples several measurement techniques have been applied: current - voltage characteristics were stored, X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), Rutherford backscattering spectrometry (RBS), scanning electron microscopy (SEM), second ion mass spectroscopy (SIMS) and atomie force microscopy (AFM). Electrical measurements revealed a transition from rectifying to ohmic contacts after the RTP at T = 1050°C and the sample exhibits specific contact resistivity of 4.2·10⁻⁴Ωcm² with using the circular transmission line model (CTLM). The structural characterization disclosed a formation of nickel silicide phases after RTP. A reaction between the metallization and the surface is observed after RTP at T = 1050°C what coincides with the appearance of the ohmic contacts.

PL

Wielowarstwowe struktury składające się z niklu oraz krzemu były poddawane wygrzewaniom w szybkich procesach termicznym (RTP) w zakresie temperatur 600... 1050°C. Wpływ metody RTP przeprowadzanej w atmosferach azotu i argonu na własności elektryczne i strukturalne próbek został zbadany przy użyciu następujących technik pomiarowych: pomiary charakterystyk prądowo-napięciowych (/ - V), dyfrakcja rentgenowska (XRD), mikroskopia sił atomowych (AFM), elektronowa mikroskopia transmisyjna (TEM), rozpraszanie wsteczne Rutherforda (RBS), elektronowa mikroskopia skaningowa (SEM), masowa spektroskopia jonów wtórnych (SIMS). Pomiary elektryczne wykazały powstawanie omowych kontaktów po procesie RTP w temperaturze 1050°C. Zastosowanie metody CTLM pozwoliło wyznaczyć rezystywność uzyskanych kontaktów, której najniższa wartość wyniosła 4.2· 10⁻⁴Ωcm². Charakteryzacja strukturalna wykazała tworzenie się krzemków niklu po wygrzewaniu w 600°C. Zwiększanie temperatury wygrzewania skutkuje reakcją metalizacji z podłożem. Proces ten zachodzi jednocześnie ze zmianą własności elektrycznych próbek.

6

Właściwości elektryczne i mechaniczne metalizacji kontaktowych Ni i Ti oraz wytworzonych na nich połączeń drutowych do n-SiC

Kisiel R., Guziewicz M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 6

26-31

PL

Węglik krzemu (SiC) stał się obiektem szczególnego zainteresowania głównie tam, gdzie wymaganiom wysokotemperaturowym nie może sprostać krzem [1]. Półprzewodnikowe przyrządy mocy oparte na węgliku krzemu stają się handlowo dostępne do zastosowań wysokomocowych i wysokotemperaturowych, ale nie przekraczających 250 C. Niezawodność przyrządów z SiC jest ograniczona z jednej strony stabilnością termiczną kontaktów omowych wytworzonych w SiC [2], z drugiej strony materiałami stosowanymi do połączeń struktury SiC z podłożem, a także materiałami i technologiami użytymi do wykonania połączeń elektrycznych obszarów aktywnych struktury z wyprowadzeniami obudowy i samymi materiałami stosowanymi na obudowy przyrządów [3-6]. W celu wykorzystania specyficznych zalet oferowanych przez przyrządy SiC, niezbędnym staje się opanowanie technologii niezawodnych kontaktów omowych oraz opracowanie wysokotemperaturowych materiałów do połączenia z podłożem, zastosowanie odpowiednich technologii montażu oraz technologii zamykania tych przyrządów w obudowy. W artykule [7] przedstawiono rozwiązania, jakie można zastosować do wykonania połączeń ciepIno-mechaniczno-elektrycznych miedzy strukturą SiC, a podłożem z ceramiki alundowej lub z azotku glinu.

EN

Unique properties of SiC lead this semiconductor for applications in new electronic devices operating at high temperatures, high power and high frequencies. There are a few problems related to the production of high temperature SiC devices. Developing of reliable ohmic contacts to SiC structure as well as a wire connection between the SiC ohmic contact and package leads are the serious tasks for today. The stability of Ni and Ti Au ohmic contacts onto n-SiC as well as the electrical and mechanical properties of Au and Al wire connection onto metallic contacts of n-SiC were investigated. The ohmic contact to n-SiC was formed by rapid thermal annealing of Ti film and Au metallization has been applied to form electrical connections using Au wire bonds. Long-term tests of the connections we re performed in air at 400 C. Evaluation of electrical parameters as well as morphology and structure of the Al metallization onto Ti or Ni based ohmic contacts and with Al wire bonding electrical connections show good stability after ageing at 400 C & 300 h. For SiC structures with Au metallization and Au wire bonding only Ti based ohmic contacts fulfilI thermal stability requirements.