锗氮共掺碳化硅晶体杂质浓度表征及其电学性质研究

摘要： 采用物理气相传输(PVT)法生长了2英寸(1英寸=25.4 mm)锗氮(Ge-N)共掺和单一Ge掺杂碳化硅晶体材料, 并制备成10 mm× 10 mm的SiC晶片。利用半导体工艺技术在不同衬底的碳面上制备钛(Ti)/铂(Pt)/金(Au)多层金属电极。使用二次离子质谱仪(SIMS)、霍尔测试仪(Hall)等测试手段对其表征。结果表明, Ge元素和N元素的共同掺杂可以有效提高SiC中Ge元素的掺杂浓度, Ge浓度可以达到1.19×1019 /cm3。所有晶片衬底均可以在不低于700℃的退火环境中形成欧姆接触, 且在700℃时退火形成最佳欧姆接触。高浓度Ge掺杂衬底接触电阻明显小于低浓度Ge掺杂衬底接触电阻, 这表明可以通过提高晶体中Ge元素浓度来提高器件性能。Hall测试结果表明, 随着Ge掺杂浓度的升高, 衬底迁移率会逐渐降低。这是由于Ge-N共掺后, SiC晶格匹配度提高, Ge元素的掺杂浓度变大, 增加了杂质散射对迁移率的影响。