【摘 要】
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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
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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[Six+C1-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ρc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。
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