PDF《！＂异质结 %'&！（ 肖特基表面处理 及退火研究 ！》

7=( 材料表面 5$6 图谱 图)未经处理 *-7=(>

7=( 材料表面 6;

8 图图:不同表面处理的肖特基反向漏电对比 二极管的击穿特性, 因而我们根据二极管的反向泄 漏电流的大小来衡量 *-7=(>

7=( 异质结上的肖特基 性能的优劣!碰撞电离、 隧道效应和表面空穴导电等

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9 物理学报&

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卷图!肖特基反向漏电在不同温度退火后的变化 机理都影响着 异质结肖特基反向泄漏电 流[(] , 对这些机理的研究还有待深入) 经过 *+# 或*, 表面处理后的肖特基反向漏电 比未处理减小近 - 个数量级, 经过 ./ 等离子体处理 后再进行 *, 处理, 肖特基反向漏电比未处理减小

0 个数量级, 如图

0 所示) ./ 等离子体处理能减小接 触表面残留的光刻胶薄膜和未清洗干净的杂质玷污 对肖特基特性的影响, 同时也去除了酸处理氧化层 时的阻碍层, 这也使得 *+# 或*, 对氧化层的去除 效果更好)图!所示为未经表面处理和处理效果最 好的 ./ 等离子体

1 *, 的肖特基反向漏电分别在 /22―3224退火

5678 后的变化趋势) 未经表面处理 的肖特基反向漏电随退火温度的升高减小较明显, 3224退火后减小了 / 个数量级, 而./ 等离子体

1 *,处理的肖特基反向漏电流随退火温度的升高 减小不多, 在3224退火后减小不到 - 个数量级) 本 文认为未经表面处理的肖特基在退火后反向漏电减 小较明显的原因是退火中 &

7 向 #$%&

表面扩散穿 透了材料表面未处理的介质层, 同时材料表面氧原 子会扩散到金属中, 改善了接触质量, 并且随退火温 度升高金9半接触改善更为明显) 而./ 等离子体

1 *,的处理已经形成了较好的金属9 #$%&

表面接 触, 所以随退火温度的升高肖特基反向漏电减小不 明显) 肖特基二极管在较低频率测量 !9 特性时, 表 面陷阱的俘获和释放会对 !9 测量产生影响, 使得 不同频率下测量得到的 !9 曲线一致性变差 [:] ) 异质结材料存在表面陷阱, 退火过程中 &

7 向 #$%&

层逐渐扩散能够填充 #$%&

表面的陷 阱, 使金9半接触性能改善, 从而减小肖特基反向泄 图5相同偏置电压不同频率下的 !9 电容值比较 图3退火后肖特基 !9 曲线耗尽电压变化趋势 漏电流)我们可以从退火前后不同频率下肖特基 !9 曲线的一致性变化反映退火对表面陷阱的影响) 其中 !9 测试采用 -;

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到-=*<

的不同频率, 电压 偏置为 >

-? 时电容和电导的变化来反应表面陷阱 的变化 (选择电压偏置为 >

-? 是因为, 该偏压下 /@A$ 未耗尽, 表面陷阱的影响较明显而材料内部 的陷阱影响较弱) ) 从图

5 可以看出 3224退火后材 料在相同偏置电压、 不同频率下 !9 电容值的一致 性变好, 表明退火后表面陷阱密度减小) 对比 !9 曲线退火前后一致性的变化, 采用 ./ 等离子体

1 *,表面处理的材料具有较理想表面状况, 更有利 于研究退火中 &

7 的扩散对材料表面陷阱的影响) 采用 !9 测量 /@A$ 密度的变化能反映退火对 异质结 &

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B 肖特基特性的改善) /@A$ 密度与肖特基势垒高度关系如下 [-2] : #$/@ C!DE# '

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2 3 -- 期王冲等:异质结 &

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B 肖特基表面处理及退火研究 其中 ! ! 为! #$ 密度, !%&