Wyniki 1-6 spośród 6 dla zapytania: authorDesc:"Paweł BOROWICZ"

Badania właściwości fizycznych warstwy SiO2 pod bramką aluminiową

Czytaj za darmo! »

Istnienie naprężeń w warstwie dielektryka w strukturach MOS jest bezsporne. Hipoteza ta wynika m.in. z licznych charakterystyk elektrycznych, np. z zachowania się efektywnej kontaktowej różnicy potencjałów φMS w funkcji położenia punktu na powierzchni bramki struktury. Charakterystyczny kopułkowaty kształt tej charakterystyki, może świadczyć o odmiennych właściwościach warstwy dielektry[...]

Structural investigation of silicon carbide with micro-Raman spectroscopy

Czytaj za darmo! »

Silicon carbide (SiC) is a suitable wide band gap semiconductor for high power and frequency electronic devices. The most important advantages of the material are good thermal conductivity and high critical electric field. Surface oxidation of SiC wafers results in forming of native SiO2 layer on the surface of the substrate. However, the material has significant drawbacks. The most important one for the application in electronic devices is the reduction of the carrier mobility by near interface traps (NIT's). Raman spectroscopy is the experimental technique that can give information about the structure of the material without destruction of the sample. The Raman spectra depend on the investigated polytype the size of the microcrystals and the “impurities" such as carbon structures in the sample. The aim of this work was to investigate different polytypes of SiC (4H and 3C) with one-phonon and two-phonon Raman spectra. The attention was focused on this part of the range of the Raman Shift which contains the information about carbon related species that may be responsible for forming the traps. The structural data obtained from Raman spectra can be correlated with the electrical properties of the investigated structures. Streszczenie. Węglik krzemu (SiC) jest półprzewodnikiem o szerokiej przerwie energetycznej bardzo obiecującym jako materiał do wytwarzania tranzystorów wysokiej częstości i mocy. Najważniejsze zalety materiału to dobra przewodność cieplna oraz wysokie, krytyczne pole elektryczne. Powierzchniowe utlenianie SiC prowadzi do utworzenia dielektrycznej warstwy SiO2 na podłożu z węglika krzemu. Niestety, materiał ma również istotne wady. Najważniejsza z nich, z punktu widzenia zastosowania w podzespołach elektronicznych, to redukcja mobilności nośników ładunku elektrycznego przez położone w sąsiedztwie interfejsu pułapki (NIT's). Spektroskopia ramanowska jest techniką eksperymentalną umożliwiającą badanie struktury materiału be[...]

Badania właściwości struktur MOS na SiC dla wybranych rozwiązań technologiczno-konstrukcyjnych


  W Zakładzie Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych ITE prowadzone są badania struktur półprzewodnikowych, wykonanych przy użyciu nowatorskich materiałów i procesów technologicznych. Przykłady takich innowacyjnych struktur, opracowywanych w ramach projektu InTechFun, są tematem przedstawianego artykułu. Prezentowane badania, dotyczące określenia istotnych parametrów schematów pasmowych takich struktur oraz ich właściwości mikro-strukturalnych, wymagały zastosowania oryginalnych i kompleksowych technik pomiarowych, wśród których należy podkreślić znaczenie opracowanych przez zespół metod fotoelektrycznych oraz zastosowanie spektroskopii mikro-ramanowskiej. Przedstawione wyniki badań dotyczą dwóch zagadnień związanych z opracowaniem struktur na węgliku krzemu. Jak wiadomo, problem kontaktów omowych do struktur na SiC wymaga opracowania niestandardowych rozwiązań. Jednym z nich jest wykonanie kontaktu z warstwami pośrednimi z węgla. Ocena jakości struktury takich kontaktów metodą spektroskopii mikro-ramanowskiej ma duże znaczenie dla dalszych prac technologicznych w tym zakresie. Interesującym zagadnieniem jest stwierdzona niejednorodność rozkładów niektórych parametrów elektrycznych struktur MOS w obrębie bramek, zależna m.in. od materiału bramki, izolatora bramkowego i warunków procesów technologicznych. Niejednorodność ta spowodowana jest wpływem szczególnego rozkładu naprężeń mechanicznych w strukturze przy krawędzi i wewnątrz bramek na poziomy niektórych potencjałów w strukturze MOS. Wyniki tych badań, prowadzonych metodami fotoelektrycznymi, pozwalają na optymalizację[...]

Kompleksowa charakteryzacja struktur elektronicznych na podłożach SiC metodami fotoelektrycznymi, elektrycznymi i optycznymi


  Zakład Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych ITE specjalizuje się w opracowywaniu nowych metod charakteryzacji struktur i w zleconych nam badaniach partii struktur wytwarzanych w wiodących światowych i krajowych ośrodkach naukowych (m.in. z USA, Japonii i krajów Europy). Badania te prowadzimy wykorzystując zespół metod fotoelektrycznych, elektrycznych i optycznych. Zastosowanie tych metod przedstawione zostanie na przykładzie badań serii M2 struktur Metal-SiO2-SiC(3C) wytworzonych w firmie ACREO AB w Szwecji. Badania metodami fotoelektrycznymi Metody fotoelektryczne są specjalnością naszego zakładu, jako że dzięki opracowanej przez nas teorii zjawisk fotoelektrycznych w strukturach MOS dla małych natężeń pola elektrycznego w dielektryku, opracowaliśmy kilka oryginalnych, fotoelektrycznych metod pomiaru tych struktur [1,2]. Zastosowanie fotoelektrycznych metod pomiarowych umożliwia m.in. określenie schematu pasmowego badanych struktur MOS. Sposób i wyniki określania schematów pasmowych struktur serii M2 opisano dalej. Pierwszym krokiem w określaniu schematu pasmowego struktur jest pomiar wysokości barier potencjału na powierzchniach granicznych SiC(3C)-SiO2 (EBS) i Metal-SiO2 (EBG). W tym celu należy najpierw określić jaka część mocy promieniowania oświetlającego badaną strukturę jest od niej odbijana (R), a jaka część jest pochłaniana przez podłoże (T) i przez bramkę (A), w funkcji długości fali światła λ. Są to tzw. charakterystyki RTA, określane metodami optycznymi. Określenie wysokości barier EBS i EBG rozpoczyna się od pomiaru spektralnych charakterystyk fotoprądu IF = f(λ) dla szeregu różnych potencjałów bramki VG. Przykłady takich charakterystyk zdjętych dla struktury Al-SiO2-SiC(3C) (pomiar EBS) i dla struktury Ni-SiO2-SiC(3C) (pomiar EBG) pokazano odpowiednio na rys. 1a i 1b. Na podstawie tych charakterystyk Rys. 1. Charakterystyki spektralne IF = f(λ) zmierzone dla struktury: a) Al-SiO2-3C-Si[...]

Badania strukturalne warstw węglowych w niklowych kontaktach omowych za pomocą widzialnej i nadfioletowej spektroskopii ramanowskiej


  Węglik krzemu jest uważny za bardzo dobry materiał do wytwarzania układów elektronicznych wysokiej mocy oraz wysokiej częstości ze względu na: dobrą przewodność cieplną oraz duże napięcie przebicia [1]. Tworzenie kontaktów omowych na podłożu SiC wykonuje się poprzez osadzanie warstwy metalicznej oraz wygrzanie układu (annealing) w temperaturze około 1000°C [2-4]. Najczęściej używanym do tworzenia kontaktów z SiC typu n metalem jest Ni ze względu na formowanie kontaktów o niskiej rezystywności ~ 10-6 Ω cm2 [2, 5]. Pomimo że postuluje się kilka mechanizmów formowania kontaktów omowych [1, 6-9] dwa aspekty są określone jednoznacznie: tworzenie krzemków na powierzchni SiC nie wystarcza do tworzenia kontaktu [2] oraz początkowa struktura warstwy węglowej pomiędzy SiC a pierwszą warstwą niklu nie ma wpływu na tworzenie kontaktu omowego [4, 10]. Zaprezentowane badania pokazują zmiany struktury warstwy węglowej pod wpływem wygrzewania oraz migrację atomów węgla do powierzchni swobodnej krzemku. Warunki eksperymentalne Próbki. Jako podłoży użyto trzech płytek 4H-SiC (Cree Research Inc.), na których osadzono warstwę SiC o grubości 2,97 μm typu n otrzymaną poprzez domieszkowanie azotem. Na próbkach osadzono następującą sekwencję warstw C/Ni/Si/Ni/Si o grubościach: C - 3 nm, Ni - 30 nm i Si - 33 nm. Próbki poddano wygrzewaniu w dwóch etapach. W pierwszym wszystkie próbki wygrzano przez 15 min. w 600°C w atmosferze N2 w celu uformowania krzemków. W drugim etapie każdą z próbek poddano wygrzaniu w wyższej temperaturze przez 3 min. też w atmosferze N2. Dokładne warunki wygrzewania próbek oraz wartości oporności podano w tab. 1. Oznaczenia próbek z tab. 1: nsc1_1, nsc1_2 i nsc1_3 będą konsekwentnie stosowane w dalszym tekście. (Coherent Inc., USA) λ = 488 nm oraz jej drugiej harmonicznej λ = 244 nm. Zmotoryzowany stolik (Ludl Electronics, USA) umożliwiał pozycjonowanie próbek z dokładnością 20 nm w kierunkach x lub y o[...]

Badania strukturalne warstw węglowych w kontaktach omowych - porównanie widm ramanowskich obserwowanych od strony warstwy krzemkowej oraz podłoża z węglika krzemu


  Węglik krzemu (SiC) jest postrzegany jako znakomity materiał do wyrobu układów półprzewodnikowych pracujących w zakresie wysokich mocy, częstości i temperatur. Powodem takiej oceny przydatności SiC są następujące właściwości fizyczne: dobre przewodnictwo cieplne, wysokie krytyczne pole elektryczne oraz łatwa metoda wytwarzania warstwy dielektrycznej polegająca na powierzchniowym utlenianiu [1, 2]. Jednym z istotnych aspektów zastosowań SiC jest produkcja kontaktów omowych z małą rezystywnością [3]. Technologia wytwarzania kontaktów omowych polega na osadzeniu warstwy metalicznej na podłożu z węglika krzemu, a następnie na wygrzaniu tak otrzymanego układu w wysokiej temperaturze [4, 5]. Nikiel jest prawdopodobnie najczęściej stosowanym metalem w technologii wytwarzania kontaktów omowych. Rezystywność kontaktów otrzymywanych za pomocą niklu wynosi ~ 10-6 Ω cm2 [4]. Oddziaływanie struktur węglowych z podłożem z węglika krzemu było obserwowane za pomocą rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej oraz rozproszenia Ramana [6]. Właściwości kontaktów omowych są determinowane przez grafitowe ziarna o wielkości rzędu nanometra, które powstają podczas procesu wygrzewania. Wyjściowa postać warstwy węglowej: węgiel amorficzny lub molekuła C60, nie ma wpływu na właściwości formowanego kontaktu [6, 7]. Termiczna dekompozycja SiC prowadzi do powstania na jego powierzchni warstwy węglowej o wzajemnym ułożeniu płaszczyzn grafenowych typu ABC [8]. Wygrzewanie w temperaturze 800°C lub wyższej powoduje zmiany strukturalne w ziarnach węglowych położonych na powierzchni SiC. Przedstawione w pracy badania koncentrują się na widmach ramanowskich wzbudzanych promieniowaniem widzialnym. Dzięki braku absorpcji w SiC dla tego zakresu spektralnego możliwe było porównanie wyników otrzymanych dla obserwacji prowadzonych od strony warstwy krzemkowej oraz podłoża z węglika krzemu. Warunki eksperymentalne Próbki Technologia wykonania oraz właściwo[...]

 Strona 1