УДК: 621.282.2
ЛИТВИНОВ В.Л.1, ДЕМАКОВ К.Д.1,
рентгеновской дифракции, а также диоды с барьером Шоттки площадью
АГЕЕВ О.А.2, СВЕТЛИЧНЫЙ А.М.2, КОНАКОВА Р.В.3,
~9 10-4см2, на которых измерялись вольтамперные характеристики
ЛИТВИН П.М.3, ЛИТВИН О.С.3, МИЛЕНИН В.В.3
(ВАХ).
На рис.1 представлены результаты рентгенофазового анализа
КОНТАКТЫ Ni-nSiC 21R: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И
контакта Ni-nSiC 21R до и после БТО. Как следует из приведенных
СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА
данных, в исходном образце имеет место наличие как чистого никеля,

преимущественно гексагональной модификации, так и силицидов никеля
1Институт информационных технологий НИЦ,
NiSi2 кубической модификации, d-Ni2Si и NiSi с ромбической решеткой.
"Институт Курчатова", пл. Курчатова,1, Москва 123182, Россия,
Присутствие силицидов никеля в исходном образце связано с нагревом до
2Таганрогский государственный радиотехнический университет,
300 °С подложки SiC. В [6] отмечали, что обогащенная металлом фаза
ГСП-17А, пр. Некрасова, Таганрог 347915, Россия;
Ni2Si возникает уже при сравнительно низких температурах (Т=200300
e-mail: svetlich@tsure.ru,
°С) на кремниевых подложках, поэтому сам факт обнаружения
Институт физики полупроводников НАН Украины,
силицидных фаз на подложке SiC 21R(0001) не является неожиданным. В
03028 Киев-28, пр. Науки, 45; e-mail: konakova@isp.kiev.ua
пользу этого говорят также результаты работ [4,5], в которых никель

осаждался на холодную подложку SiC 4H и SiC 6H (грань 0001 в обоих
Контакт
металл-SiC
является
объектом
многочисленных
политипах) и фазообразования в исходных образцах не отмечалось.
исследований [1-3]. Тем не менее, несмотря на большой поток работ по

межфазным взаимодействиям в этих контактах, в настоящее время не
существует
однозначной
связи
между
ними
(межфазными
взаимодействиями) и параметрами омических и барьерных контактов. В
этой связи представляет интерес изучение контактных систем, в которых
при различных активных воздействиях можно варьировать их свойства от
барьерных до омических. К числу таких контактов относиться и широко
используемый
в
физических
экспериментах
и

технологии
карбидкремниевых приборов Ni-SiC. Поведение этого контакта,
сформированного на различных политипах SiC, интенсивно изучалось
рядом авторов [1-5]. Однако для политипа 21R SiC детальных
исследований контактов с никелевой металлизацией проведены не были,
что существенно ограничивает построение общей модели деградационных
процессов и установление взаимосвязи между ними и электрофизическими
параметрами барьеров Шоттки. В данной работе предпринята попытка
восполнить этот пробел и исследовать электрические и структурные
свойства контакта Ni-nSiC 21R сформированного методом резистивного

напыления на подогретую до 300°С подложку n-SiC 21R (грань Si 0001) с
Рис.1. Спектры дифракционного отражения структур Ni-nSiC 21R
концентрацией легирующей примеси ~31018 см-3.
(Cu Ka-излучение)
Исследовались объекты двух типов: тестовые структуры до и после

быстрого термического отжига (БТО) в вакууме (скорость нагрева
После БТО при Т=450, 600, 700, 900 и 1100 °С наблюдается
~100 град/с) при Т= 450, 600, 700, 900 и 1100 °С. Изучались морфология
изменение фазового состава границы раздела в сторону фаз обедненных
поверхности металла и границы раздела Ni-SiC методами атомно-силовой
металлом, а также перекристаллизации имеющихся фаз с доминированием
микроскопии, профили распределения компонент в контакте - методом
ромбической фазы d-Ni2Si. Существование одновременно нескольких фаз
электронной
Оже-спектроскопии,
фазовый
состав - методом
силицидов после БТО является результатом незавершенности структурной

перестройки при кратковременной обработке.

Выявленная нами интенсификация межфазных взаимодействий
5. M.G. Rastegaeva, A.N. Ageev, A.A. Petrov, A.I. Babin, M.A. Lagovkina,
(структурная перестройка) должны способствовать размытию границы
I.P. Nikitina. The influence of temperature treatment on the formation of Ni-
раздела, что было подтверждено результатами исследования Оже-
based Schottky diodes and ohmic contacts to n-6H-SiC.// Mater. Sci. Eng. ,
электронной спектроскопии и атомно-силовой микроскопии. Грань SiC
1997, B46., p. 254-258.
(
1
000 ) оказывается, по данным Оже-электронной спектроскопии более
6. А.Е. Гершинский, А.В. Ржанов, Е.И. Черепов. Тонкопленочные
стабильной, хотя существенная автодиффузия кремния и углерода
силициды в микроелектронике.// Микроэлектроника, 1982, 11, вып.2.,
отмечаются уже при 600 °С.
с.83-94.
Наблюдаемые структурно-фазовые изменения коррелируют с

электрофизическими характеристиками этих объектов, что демонстрирует

рис. 2. Видно, что после БТО, при 900 °С имеет место деградация
барьерных свойств контакта, что является следствием вышеприведенных
структурно фазовых изменений на межфазной границе.
U, B
U, B
1.E+00
1.E+00
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.E-01
1.E-02
1.E-01
1.E-03
A
A
I,
I,
1.E-04
1.E-02
1.E-05
прямая ветвь
Sk = 0.001225 cm2
прямая ветвь
обратная ветвь
1.E-06
обратная ветвь
Sk = 0.001225 cm2
1.E-03
1.E-07




(а)




(б)
Рис.2. ВАХ структур Ni-nSiC в исходном состоянии (а) и после БТО
при 900 °С (б)

1. Properties of Silicon Carbide. Ed. Gary L. Harris INSPEC., London (1995).
2. F. La Via, F. Roceaforte, A. Makhtari, V. Raineri, P. Musumeci,
L. Calcagno. Structural and electrical characterization of titanium and
nickel silicide contacts on silicon carbide.// Microelectron . Eng., 2002,
p.269-282.
3. Lisa M. Porter , Robert F. Davis. A critical review of ohmic and rectifying
contacts for silicon carbide.// Mater. Sci. and Eng., 1995, B34, p.83-105
4. Sang Loun Han, Ki Hong Kim, Jong Kyn Kim, Ho Won Jang, Kwang Ho
Lee. Ohmic contact formation mechanism of Ni on n-type 4H-SiC.// Appl/
Phys. Lett., 2001, 79, No 12., p/ 1816-1818.