автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Термически- и радиационно-стойкие контакты "металл-карбид кремния" для приборов экстремальной электроники

Од?

На правах рукописи

Афанасьев Алексей Валентинович

ТЕРМИЧЕСКИ- И РАДИАЦИОННО-СТОЙКИЕ КОНТАКТЫ "МЕТАЛЛ - КАРБИД КРЕМНИЯ" ДЛЯ ПРИБОРОВ ЭКСТРЕМАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

Специальность: 05.27.01 - Твердотельная электроника,

микроэлектроника и наноэлектроника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1999

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете "ЛЭТИ".

Научный руководитель -

кандидат физико-математических наук, доцент Ильин В.А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Теруков Е.И

кандидат физико-математических наук Иванов Е.Г.

Ведущая организация - РНИИ "Электронстандарт"

Защита состоится " $! " / & 1999 г. в Щ часов на заседании диссертационного совета К 063.36.10 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан 1999 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Семенов Н.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Наиболее интенсивное развитие в настоящее время получили приборы экстремальной электроники, сохраняющие свои параметры и характеристики в условиях высоких температур, при воздействии интенсивных ионизирующих излучений и агрессивных сред. Определяющим фактором в развитии этой группы приборов является использование в качестве широкозонного полупроводника - карбида кремния. Независимо от функционального назначения прибора условия эксплуатации накладывают очень жесткие требования к выпрямляющим и линейным контактным системам «металл^С». С учетом особенностей свойств карбида кремния, можно выделить основные требования к формируемым контактным системам:

• омический контакт должен иметь низкое удельное сопротивление (не превышающее 10'4 Ом •см"), характеризоваться стабильной границей раздела в области высоких температур, обеспечивать технологичность операций при посадке кристаллов в корпус прибора;

• поверхностно-барьерные структуры должны сохранять выпрямляющие свойства до температур Т = 350...400 °С, иметь стабильную вольт-амперную характеристику после длительной эксплуатации при максимальных температурах;

• для приборных структур, включающих омический контакт и барьер Щоттки необходимо обеспечить неизменность вольт-амперной характеристики при воздействии высоких доз ионизирующих излучений (по быстрым нейтронам Д, < 1015 нейтр./ см2, по у - квантам

Несмотря на значительное количество работ в этой области, проблему создания контактных систем, в особенности, барьеров Шоттки, удовлетворяющих вышеперечисленным требованиям, нельзя считать решенной. В частности, явно недостаточны сведения о результатах исследований радиационных эффектов в карбиде кремния, как базовом материале приборных структур, а публикации по испытаниям радиационной стойкости последних практически отсутствуют. Термическая стабильность контактных систем к БЮ различного типа также требует целенаправленных исследований с привлечением современных методов анализа.

Настоящая работа, направлена на разработку технологии и исследование свойств контактных систем для приборов экстремальной электроники, что является одним из стратегических путей развития современной элементной базы электронной техники.

Целью работы являются разработка физико-технологических основ создания высокотемпературных и радиационно-стойких контактных систем «металл - 8!С» для приборов экстремальной электроники, исследования электрофизических свойств и границ раздела при термических и

радиационных воздействиях а также характеристик поверхностно-барьерных структур (ПБС) применительно к задачам термометрии.

Задачи диссертационной работы

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

- выбор материалов и их композиций для формирования высокотемпературных омических и выпрямляющих контактов;

- отработка технологических операций, методов пооперационного контроля и изготовление тестовых структур с целью исследования их электрофизических параметров и границ раздела после термической обработки;

- теоретический анализ механизмов токоперепоса в поверхностно-барьерных структурах на основе для широкого интервала температур;

- разработка технологии изготовления экспериментальных образцов, включающих многослойные структуры металлизации и защитно-изолирующие покрытия;

- исследование термической стабильности приборных структур электрофизическими методами и методом электронной Оже-спектроскопии в режиме послойного анализа;

- исследование радиационной стойкости выпрямляющих контактов при комплексном импульсном воздействии ионизирующих излучений высокой интенсивности;

- разработка вариантов конструкций, изготовление и испытания датчика температуры на основе барьера Шоттки на БЮ.

Научная новизна работы

1. В результате систематических исследований свойств контактных систем к карбиду кремния, включающих широкий класс используемых металлов, технологических режимов, внешних воздействий, предложены и технически реализованы варианты омического и выпрямляющих контактов, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками при экстремальных воздействиях.

2. Показано, что использование многослойной системы Р£Л\г-Сг-51С позволяет формировать термически устойчивые барьеры Шоттки за счет стабилизирующего действия тонкого переходного слоя карбидов хрома и подавления эффектов взаимной диффузии слоем вольфрама.

3. Впервые для высокотемпературных барьеров Шоттки на карбиде кремния исследована радиационная стойкость при комплексном воздействии быстрых нейтронов и у-квантов в зависимости от исходного уровня легирования полупроводника.

4. Показано, что в барьерах Шоттки «металл - ЯтС» с ростом температуры увеличивается вклад диффузионной составляющей тока и для

адекватного описания волг.т-амперных характеристик необходимо использовать объединенную теорию термоэлектронной эмиссии и диффузии.

Основные научные положения, выиосимые на защиту

1. Широкий диапазон рабочих температур карбидкремниевых приборов на основе барьера Шоттки вызывает необходимость учета увеличивающегося с ростом температуры вклада в электронный транспорт диффузионной составляющей тока. Адекватное описание ВАХ достигается использованием объединенной теории термоэлектронной эмиссии -диффузии.

2. Стабильность вольт-амперных характеристик поверхностно-барьерных структур Р1-\У-Сг-81С при длительном воздействии температуры до 400 °С обусловлена образованием на границе раздела «металл-1мС» фазы карбидов хрома и наличием вольфрамового диффузионного барьера. Экспериментально доказано, что созданные многослойные структуры устойчивы к кратковременному термическому воздействию вплоть до температуры 700 °С

3. Радиационная стойкость структур Р^АУ-Сг-БЮ определяется исходным уровнем легирования полупроводника. Экспериментально установлено, что в диапазоне концентраций А^-Д*- 1016...5-1017 см"3 при комплексном воздействии быстрыми нейтронами и сопутствующего у-излучения дозами 4,42-1015нейтр./см2 и 8,67- 105Р, соответственно, необратимые изменения термометрических характеристик барьерных структур происходят при концентрациях А^-Аа^ 8-Ю16 см"3. При этом деградация характеристик тем больше, чем меньше уровень легирования материала.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

- разработана оригинальная технология формирования многослойных контактных систем к карбиду кремния, обладающих высокой радиационной и термической стойкостью;

- разработана и технически реализована конструкция широкодиапазонного датчика температуры на основе барьера Шоттки с максимальной рабочей температурой 450 °С;

- результаты работы вошли в отчетные материалы по НИР: 5968/ЦМИД-

80 ("Карбид-К-ЛЭТИ"), выполняемой в соответствии с планом работ Федерального фонда развития электронной техники; 5975/ ЦМИД-

81 ("Ведро"), выполняемой в соответствии с Государственным оборонным заказом; 5976/ ЦМИД-82 ("Деление"), выполняемой по договору с Секцией Прикладных Проблем при Президиуме РАН;

- результаты работы использованы в ЭНПО "Специализированные электронные системы" (г. Москва) при создании и испытании аппаратуры и машин с экстремальными условиями эксплуатации.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и школах:

• Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика -98", Зеленоград, 20-22 апреля, 1998 г.;

• Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика-99", Зеленоград, 19-21 апреля, 1999 г.;

• научных молодежных школах по твердотельной электронике: "Твердотельные датчики" (Санкт-Петербург, 23-25 ноября 1998 г.) и "Поверхность и границы раздела структур микро- и наноэлектроники" (Санкт-Петербург, 2-4 ноября 1999 г.),

• Третьей Санкт-Петербургской ассамблее молодых ученых и специалистов. Санкт-Петербург» 4-11 декабря 1998 г.;

» ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ "ЛЭТИ" (1997-1999гг.). "

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них 1 статья и 5 тезисов докладов на конференциях.

Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 98 наименования. Основная часть работы изложена на 123 страницах машинописного текста. Работа содержит 43 рисунка и 7 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены цель и задачи исследований, сформулированы научная новизна, практическая значимость полученных результатов и научные положения, выносимые на защиту.

Первая глава носит обзорный характер и в ней обобщены и систематизированы литературные данные, касающиеся БЮ и структур на его основе.

Уникальная совокупность свойств БЮ, таких как термическая, химическая и радиационная стойкость, позволяет создавать на его основе высокотемпературные приборы, способные работать в экстремальных условиях эксплуатации. Показано, что современное состояние технологии выращивания монокристаллов БЮ делает возможным использование этого материала для создания приборов различного функционального назначения на основе структур с объемным зарядом.

Приводятся данные по выпрямляющим контактам к карбиду кремния, содержащие сведения о высотах барьеров Шоттки и влиянии на них кратковременной температурной обработки. Однако сведений по стабильности выпрямляющих контактных систем «металл- БЮ» при длительном воздействии высоких температур практически нет. Обосновывается актуальность разработки и исследования свойств высокотемпературных контактных систем «металл- вЮ», обладающих высокой стабильностью электрических характеристик и радиационной стойкостью.

На основании обобщения результатов проведенного анализа и выводов формулируется цель и задачи диссертационной работы.

Во второй главе рассмотрены основы технологии формирования контактных систем к 81С и защитно-изолирующих покрытий, а так же методы исследования диодных структур на основе барьера Шоттки, включая анализ состава и измерение электрических и термометрических характеристик.

Осаждение металлов проводилось методом термического испарения и конденсации в вакууме (А1, Сг) на установке ВУП-5, а так же методом магнетронного распыления Сг, № на предварительно нагретые

подложки. Метод магнетронного распыления был реализован на специализированной установке, позволяющей в едином вакуумном цикле проводить ионную очистку поверхности и формировать многослойные контактные системы (81С-Сг-\У-Р1). Были отработаны режимы нанесения металлических пленок толщиной в диапазоне 0,1...0,4 мкм, обладавших хорошей адгезией к БЮ и промежуточным слоям.

Контроль состава металлических пленок и защитно-изолирующих покрытий, а также анализ границ раздела металл-карбид кремния осуществлялись методом послойной Оже-электронной спектроскопии. Измерения проводились на Оже-спектрометре ЭСО-3.

Необходимость создания защитно-изолирующих покрытий продиктована условиями эксплуатации разрабатываемых приборных структур. В качестве базовой технологии получения защитно-изолирующих покрытий использовалось плазмохимическое осаждение слоев диоксида кремния в смеси паров ГМДС [(СНз)48120] и кислорода. Исследования защитных слоев показали, что состав покрытий 8Ю2 близок к стехиометрическому, а содержание примесей в них не превышает 0,1 ат.%. Измерения тестовых конденсаторных структур позволили определить удельное сопротивление (1О10...1О12 Ом-см) и электрическую прочность (106 В/м) пленок БЮг. Исследование профилей распределения элементов по глубине для тестовых структур №-81 и 8Ю2-№-81, проведенное после отжига на воздухе при температуре 400°С в течении 12 часов, свидетельствует о стабильности переходного слоя БЮг-ЭД при толщине защитного покрытия из диоксида кремния около 0,2 мкм. Профили распределения элементов по

глубине после термообработки практически не трансформируются, что свидетельствует об эффективности защитного покрытия.

Электрические измерения параметров и характеристик структур проводились как в нормальных условиях, так и в вакуумной камере с остаточным давлением 10"4 Па или в газовых средах различного состава. Образцы размещались на специальном держателе с набором вольфрамовых зондов, снабженном системой контролируемого нагрева в диапазоне температур 20...800 °С. Для измерения температуры использовалась термопара, подключенная к двухкоординатному самописцу. Питание на образцы подавалось от прецизионного генератора постоянного тока. Падение напряжения на исследуемых структурах измерялось с помощью цифрового электрометра, сигнал с которого также подавался на самописец.

Третья глава посвящена формированию и исследованию тестовых структур на основе композиции Cr-SiC-Ni. Для создания тестовых и приборных структур были использованы объемные монокристаллы SiC, полученные методами Лели и ЛЭТИ, а так же структуры с эпитаксиальными слоями, выращенными сэндвич-методом на подложках SíC(rpaHb (OOOl)Si). При дальнейшем изложении первый тип подложек классифицируется как тип А, а второй - как тип Б. Концентрация нескомпенсированной примеси в SiC определялась методом вольт-фарадяых характеристик. Зависимости 1/С2 от обратного смещения были линейными, что свидетельствовало об однородности легирования материала. Концентрация нескомпенсированной примеси составляла для объемных монокристаллов (3...50)-1017 см"3 , а для структур с эпитаксиальными слоями - 101б...31017 см"3.

Поскольку свойства поверхности объемного кристалла (наличие слоя окисла, присутствие инородных примесей, нарушения кристаллической структуры, морфология) во многом определяют качество контактных систем и их надежность, в работе детально рассмотрены способы подготовки их поверхности. Учитывая особенности SiC, последовательность технологических операций подготовки поверхности подложек может быть сведена к ее химической очистке, к удалению нарушенного слоя,

образующегося в процессе механической обработки,

травлению и ионной очистке поверхности непосредственно в вакуумной камере перед нанесением металла.

Следует отметить, что после проведения процесса травления

на поверхности остаются

280 409 Е, эВ

' продукты химического

Рис.1 Оже-спектр поверхности SiC взаимодействия. Например,

исследования поверхности

di\m

до иошюй очистки

г

А

Y

Si

подложек типа А показали присутствие калия после травления в расплаве КОН и последующей промывки в деионизованной воде. Удаление продуктов реакции проводилось путем кипячения подложек в 10%-м растворе плавиковой кислоты. Непосредственно в вакуумной камере перед нанесением металлов использовалась финишная очистка кратковременной бомбардировкой ионами аргона с энергией до 400 эВ. Приведенная последовательность операций позволила получить поверхность с незначительным микрорельефом , свободную от посторошшх примесей (рис.1).

Эксперименты по реактивному ионно-плазменному травлению ЯЮ в плазме показали возможность использования этого метода только для подготовки поверхности перед формированием омических контактов.

Подготовка поверхности подложек типа Б сводилась к операциям по очистке поверхности с помощью органических растворителей и удалению окисного слоя травлением в 10% растворе НР с последующей промывкой в деионизованной воде. На завершающем этапе использовалась ионная очистка.

Повышенная плотность макро- и микродефектов в кристаллах БЮ приводит к тому, что на одном кристалле для идентичных контактных систем наблюдаются сухцественные различия вольт-амперных характеристик (от выпрямляющих до омических). Такая особенность наиболее характерна для подложек типа А, Это обстоятельство делает более предпочтительным использование структур с эпитаксиальными слоями.

Известно, что большинство металлов при температурах 400...800 °С вступают в химическое взаимодействие с карбидом кремния с образованием карбидов и силицидов, которые являются проводящими фазами. Сопоставляя результаты проведенных исследований с материалами некоторых публикаций, можно предположить, что если граница раздела резкая (толщина переходных областей составляет десятки нанометров), то вероятно образование барьерного контакта. Если граница раздела размыта, то формируется омический контакт. Очевидно, что верхний предел рабочих температур ПБС определяется стабильностью границы раздела металл-карбид кремния.

Основными объектами исследований при формировании металлических контактных систем являлись широко используемые в микроэлектронике А1, №, Сг, а так же многослойные композиции Ть'М', Сг-"№, Сг-№-Р1. Для исследования физико-химической устойчивости границ раздела металл-полупроводник и изучения электрической стабильности контактных систем, образцы после нанесения металла подвергались температурной обработке в интервале от 300 до 800 °С.

Анализ профилей распределения элементов на границе раздела классической системы А1-Б1С показал, что после тридцатиминутного отжига при температуре 400°С наблюдается резкое уширение переходного слоя и интенсифицируются процессы образования химических соединений в виде

карбидов алюминия. Поведение вольфрама, как материала контакта, характеризуется практически незаметной взаимной диффузией на границе раздела \V-SiC (рис.2а). В переходной области имеет место образование тонкого (~ 10 нм) слоя карбида вольфрама. Результаты Оже-анализа поведения системы ТьУ^-БЮ свидетельствуют о том, что вольфрам выполняет функцию барьера для диффузионного проникновения титана в карбид кремния.

Исследование распределения элементов по глубине для системы Сг-51С показали, что увеличение температуры отжига до 400°С приводит к размытию границы раздела, которое обусловлено протеканием химически стимулированной диффузии с образованием силицидов и карбидов хрома. При температуре близкой к 600°С наблюдается резкое увеличение диффузии углерода на границе раздела с образованием карбида хрома, что подтверждается характерными изменениями формы линии углерода (КУУ). Это, в свою очередь, приводит к образованию диффузионного барьера и снижению взаимной диффузии, стабилизируя границу раздела (рис.2б).

в ы

<г л ь-

I о.;

V ( в! С

А

= 1 н *

«г,

.4 Н

40 80

время распылении,

0,5

Сг | БцС

1 ч/г

суД |

20

40

60

(а)

время распылеавя, (б)

Рис.2 Профили распределения основных компонентов по глубине для систем \V-SiC (а) и Сг-БЮ (б). Пунктирная линия - до отжига; сплошная - после 30 минутного отжига в вакууме при 600°С

Хром и тугоплавкие металлы Та, Мо) образуют достаточно тонкие переходные области карбидов и силицидов металлов. Характерные толщины переходных слоев после отжига при 600°С в течение 1 часа составляют 10...50 нм. В то же время система показывает значительное взаимное

проникновение с образованием силицидов и карбидов никеля. Например, отжиг системы при температуре 600°С в течение 2 минут приводит к

образованию переходного слоя толщиной около 0,8 мхм. Было установлено, что устойчивый для эксплуатации при температурах более 400°С омический контакт к может быть сформирован на основе N1 при отжиге в вакууме О-М"4 Па) при температуре 1000 °С в течение 2-3 минут.

Проведенные эксперименты по исследованию физико-химических процессов в контактных системах на карбиде кремния, показали

о

перспективность использования хрома и тугоплавких металлов в качестве высокотемпературных выпрямляющих контактов, а так же позволили сделать выбор металлов для создания тестовых структур, которые представляют собой композицию Сг-и-81С-М, где хром образует выпрямляющий контакт, а никель омический контакт к карбиду кремния.

Полученные диодные структуры характеризовались высотой барьеров Шогпси порядка 1,2 эВ, которая определялась методами вольт-фарадных (ВФХ), вольт-амперных (ВАХ) и фотоэлектрических характеристик. Коэффициент неидеальности ВАХ был равен 1,05...1,1. Это характеризовало полученные ИБС, как структуры близкие к идеальным, а так же свидетельствовало о надбарьерном механизме токопереноса (главным образом за счет термоэлектронной эмиссиии) при комнатной температуре в диапазоне напряжений 0,3...0,9 В .

Высокотемпературные исследования электрофизических характеристик изготовленных тестовых образцов проводились для определения возможности применения этих структур в качестве датчиков температуры. Поэтому были измерены температурные зависимости прямого падения напряжения при фиксированных значениях токов, соответствующих экспоненциальным участкам ВАХ (рис.4). Проведение теоретического анализа зависимостей прямого падения напряжения от температуры было связано с определением доминирующего механизма электронного транспорта в структуре. Проведенные расчеты показали, что основным механизмом токопереносэ в широком интервале температур является надбарьерный. Классическим количественным критерием справедливости той или иной модели служит отношение средней длины свободного пробега электрона Я к расстоянию 4, на котором высота барьера убывает на величину кТк1- С одной стороны, ток может быть ограничен потенциальным барьером на границе раздела металл-полупроводник - теория термоэлектронной эмиссии (к/с! »1). С другой стороны - процессами диффузии и дрейфа в области пространственного заряда —диффузионная теория (Х/с1 «1). Интерес представляло температурное изменение в зависимости от прямого смещения. Поскольку подвижность электронов в п-$1С(6Н) имеет температурную зависимость -Г2'4 начиная от комнатной температуры и выше, а при комнатной температуре }1„ низка и составляет 100 - 120 см2/В-с приЛ^-Л'а« 3-Ю17 см"3 (что существенно ниже по сравнению с подвижностью носителей в кремнии и арсениде галлия), можно ожидать изменение механизма электронного транспорта в ПБС на БЮ в области высоких температур.

Анализ критерия ХУс? проводился с учетом общепринятых предположений:

- электроны вблизи максимума барьера имеют максвелловское

распределение по скоростям. Их средняя скорость равна Кр = (иШтУа-

- в расчете была использована подвижность электронов ц„ в слабых полях.

—............После соответствующих

т.

> «йгД

<ЗГ <

преобразований следующий вид:

Ш

имеет

X р^

— = цЕ Л- ,

й ^п тахуякГ

где Епш - напряженность поля в максимуме барьера; ш*= 0,6шо -эффективная масса электрона.

На рис.3 показана зависимость критерия Х/с! от Рис.3 прямого напряжения смещения и

температуры. Видно, что в диапазоне 300...800 К Ус1 не существенно отличается от единицы. Тогда как для 81 или ОаАэ этот критерий однозначно соответствует модели термоэлектронной эмиссии, так как Ус! »1. Поэтому, есть основания полагать, что электронный транспорт в ПБС на БЮ может быть описан в рамках объединенной теории термоэлектронной эмиссии - диффузии, предложенной Круэлом и Зи. Выражение для описания термометрической характеристики в рамках этой модели будет иметь следующий вид:

ищСП=<Рь +

кТ

щ-Ц-щ

&т

VI

/РАГ2

тах .

1 ■ ак^

21

Ч

где ф (, - высота барьера Шотгки; Ыс - плотность состояний в зоне проводимости; /р - вероятность термоэлектронной эмиссии; А* ~ 194,4 А/см2-К2 - постоянная Ричардсона для бЯ-БЮ; г-площадь и радиус выпрямляющего контакта соответственно; I — толщина кристалла.

Из сопоставления экспериментальных результатов с расчетными следует, что в данная теория дает удовлетворительное согласие с экспериментом (рис.4), а также свидетельствует о практически линейном характере зависимости и„Р(Т) в интервале температур 300...800 К. Расчетное значение относительного отклонения от линейности составляло не более 1,5% в данном температурном интервале (рис.4 вставка).

Рис.4

В четвертой главе приведены результаты разработки технологической схемы формирования диодных структур и исследований их термической стабильности и радиационной стойкости.

В качестве подложек использовались структуры типа Б. Концентрация некомпенсированной примеси в энитаксиадьных слоях составляла

. _ . -Л -1 * " - '

СМ".

Для обеспечения устойчивоеш работы в условиях длительного термического воздействия, а так же возможности посадки кристалла в корпус и разварки выводов была изготовлена многослойная структура, представляющая следующую композицию: Р1-\¥-Сг-и-81С-№-Р(:. Верхние слои металлизации, выполненные из платины являлись защитными покрытиями контактных систем. Для предотвращения бокового окисления выпрямляющего контакта были использованы защитно-изолирующие покрытия на основе 8¡От, технология получения которых описана в главе 2. Сечение многослойной структуры и изготовленный на ее основе экспериментальный образец датчика температуры в металлокерамическом корпусе представлены на рис.5. '

Рис.5

Температурная стабильность диодных структур исследовалась путем отжига в вакууме при температуре 450°С в течение 50 часов. Было

время распыления, мин.

Рис.6 Рис.7

установлено, что в этих условиях не происходит заметных изменений ВАХ (рис.6). По-видимому, это обусловлено отсутствием трансформации профилей распределения компонентов после длительного термического воздействия (рис.7). Этот результат может быть объяснен стабилизирующим действием слоев карбидов хрома и вольфрама, которые выполняют функции диффузионных барьеров для атомов полупроводника и металлов. Обращает на себя внимание тот факт, что образование переходного слоя на границе раздела Сг-Б^С произошло при температуре меньшей, чем 600°С (см.рис.2б). При этом формы профилей распределения углерода и хрома практически идентичны. Аналогичные результаты были получены при кратковременном (10 минут) отжиге структур при температурах выше рабочих (700°С).

Дальнейшие исследования были направлены на изучение температурных зависимостей ВАХ диодных структур (рис.9). Видно, что коэффициент выпрямления в диапазоне температур от комнатной до 400°С изменяется от 106 до 102 при напряжениях С4= 1В. Результаты измерений, представленные на рис.9 были использованы также для выбора рабочих токов датчика температуры. Как следует из рисунка, оптимальным значениям диапазонов линейности температурной зависимости прямого падения напряжения и крутизны характеристики соответствуют величины токов порядка ЮЛА На рис.10 представлены экспериментально полученные зависимости Ц,г.(7) для диодов с различными уровнями легирования эпитаксиальных слоев. При уменьшении уровня легирования наблюдается расширение диапазона линейности. Крутизна характеристики определяется

величиной рабочего тока и изменяется в диапазоне 0,9... 1,2 мВ/К при токах 10"3... 10"5 А соответственно.

Рис.10

Радиационные испытания изготовленных структур проводились на импульсном реакторе "БАРС-4" (НИИП, Московская область). Суммарная доза облучения по нейтронам составила 4,42-1015 нейтр./см2, а доза сопутствующего у-излучения - 8,65-105 Р. Результаты электрических измерений показали, что для структур, где уровень легирования эпитаксиальных слоев составлял N¿-N3. > 1017см'3 вид ВАХ не изменяется (рис.Па). Для структур с меньшей концентрацией нескомпенсированных доноров происходят необратимые изменения характеристик (рис.116),

которые не восстанавливаются даже после отжига при температуре 600°С.

Степень компенсации полупроводника радиационными дефектами, оценка которой была проведена методом ВФХ, была порядка 3-Ю16 см"3. Исследования ИЬТБ показали, что эффект компенсации при облучении и отжиге структур обусловлен глубокими центрами с энергиями активации 0,35 эВ и 0,6—0,8 эВ от дна зоны проводимости. Из литературных данных известно, что эти центры характеризуются температурами отжига

■в

□ — До облучения В — После

15 1/,В

А 1<Г2

КГ4

КГ6

10"8 10-ш

в -

До

После

Прямая и обратная ветви ВАХ после облучения

10

(б)

15

и, В

значительно выше 600 С Исходя из полученных результатов, следует, что при экспериментально реализованных дозах облучения деградация электрических характеристик будет происходить на структурах с ЛГ<гЛГа< 8-1016см'3.

В заключении изложены основные результаты и выводы по работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана и реализована технология формирования омических и выпрямляющих контактов к 81С п-типа проводимости, обеспечивающих стабильные электрические характеристики при высоких температурах и уровнях ионизирующего излучения. Показано, что в изготовленных

структурах вольт — амперные характеристики остаются неизменными при отжиге вплоть до температур ~ 700°С и дозах комплексного облучения быстрыми нейтронами Д=4,42-1013 нейтр./см2 и у-квантами Оу = 8,67-105Р.

2. Экспериментально и теоретически установлено, что в механизме электронного транспорта при переходе к высоким температурам необходимо учитывать возрастающий вклад диффузионной составляющей тока, тогда как в области комнатных температур вольт - амперные характеристики удовлетворительно описываются в рамках теории термоэлектронной эмиссии.

3. Методом электронной Оже-спектроскопии и электрофизическими измерениями показано, что стабилизация свойств омического контакта 8Ю происходит за счет образования на границе раздела достаточно протяженного (~0,8 мкм) переходного слоя сложного состава. В случае выпрямляющего контакта И^-Сг^С стабилизирующее действие оказывают слои карбидов хрома 50 нм) и вольфрама (~100нм), которые выполняют функции диффузионных барьеров для атомов полупроводника и металлов соответственно.

4. Проведены исследования влияния облучения потоком быстрых нейтронов и у-квантов на свойства структур «металл-карбид кремния». Обнаружено значительное снижение радиационной стойкости барьеров Шоттки с уменьшением уровня легирования эпитаксиального слоя 81С. Экспериментально установлено, что при реализованных дозах облучения необратимые изменения вольт - амперных характеристик происходят при Л^-Л^ 8-Ю16 см"3 за счет компенсации материала центрами с глубинами залегания от дна зоны проводимости 0,35эВ и в интервале (0,6ч- 0,8) эВ.

5. На основе проведенных исследований и разработанной технологии формирования стабильных контактов металл-8 ¡С изготовлены экспериментальные образцы датчиков температуры с максимальной рабочей температурой 350°С в корпусе и 450°С в бескорпусном исполнении. Линейность преобразования достигается за счет использования в качестве термометрической характеристики температурной зависимости прямого падения напряжения с крутизной не менее 0,9 мВ/К и нелинейностью, не превышающей 1,5%. Показано, что при более высоких температурах существенная нелинейность характеристики обусловлена влиянием последовательного сопротивления квазинейтральной области структуры на основе барьера Шоттки.

ОПУБЛИКОВАНИЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Афанасьев A.B. Получение и исследование термочувствительных диодных структур на основе карбида кремния // Микроэлектроника и информатика-98. Всероссийская межвузовская научно-техническая

конференция студентов и аспирантов, Зеленоград, 20-22 апреля, 1998. Тезисы докладов. Часть 1. -М.: МИЭТ, 1998.-С.7.

2. Афанасьев A.B. Анализ термометрических характеристик барьеров Шоггки на карбиде кремния // Научная молодежная школа по твердотельным датчикам. Тезисы докладов. 23-25 ноября 1998., Санкт-Петербург. - С.-Пб.: ИПЦСПбГЭТУ, 1998.-С.22.

3. Афанасьев A.B., Ильин В .А., Петров A.A. Термометрические характеристики датчика температуры на основе структуры Cr-SiC // Перспективные материалы и приборы оптоэлектроники и сенсорики / Изв. ГЭТУ. Сб. науч. трудов. - С.-Пб.: 1998. - Вып. 517. - С.97-100.

4. Афанасьев A.B. Датчик температуры на основе карбида кремния для экстремальных условий эксплуатации // Третья Санкт-Петербургская ассамблея молодых ученых и специалистов. Санкт-Петербург, 4-11 декабря

1998. Тезисы доклада. - С.-Пб.: 1998. - С.85-86.

5. Афанасьев A.B., Улесов А.Т. Исследование стабильности термочувствительных карбидокремниевых диодных структур при воздействии радиации И Микроэлектроника и информатика-99. Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов, Зеленоград, 19-21 апреля, 1999 г. Тезисы докладов.-М.: МИЭТ,

1999.-С.4.

6. Афанасьев A.B. Поверхностно-барьерные структуры на основе карбида кремния для высокотемпературных применений // 2-я Научная молодежная школа "Поверхность и границы раздела структур микро- и наноэлектроники". Тезисы докладов. 2-4 ноября 1999., Санкт-Петербург. -С.-Пб.: ИПЦСПбГЭТУ, 1999.-С.16.

Перечень условных обозначений и сокращений.

Введение.

1. Карбид кремния и приборные структуры на его основе.

Состояние вопроса.

1.1. Карбид кремния - материал экстремальной электроники

1.2. Униполярные приборные структуры различного функционального назначения на основе карбида кремния

1.3. Барьеры Шоттки на карбиде кремния.

Выводы и постановка задачи.

2. Экспериментальные методы получения и исследования контактных систем "металл - карбид кремния".

2.1. Методы получения и анализа металлических контактных систем и защитно-изолирующих покрытий на карбиде кремния.

2.2. Методы исследования электрофизических и термометрических характеристик диодных структур.

3. Исследование свойств границ раздела и электрофизических параметров высокотемпературных поверхностно- барьерных структур на основе карбида кремния.

3.1. Исходные монокристаллы БЮ для создания тестовых и приборных структур

3.2. Подготовка поверхности монокристаллов БЮ.

3.3. Исследование физико-химических свойств границы раздела металл - карбид кремния.

3.4. Электрофизические свойства ПБС на основе Сг-(6Н)8Ю

3.5. Исследование параметров тестовых структур при различных температурах.

3.6. Теоретические исследования механизмов электронного транспорта в диодных структурах на основе барьера Шоттки

Выводы.

4. Высокотемпературные диоды Шоттки на карбиде кремния.

Технология, исследования термической стабильности и радиационной стойкости эксплуатационных параметров.

4.1 Технологические схемы формирования ПБС.

4.2 Основные электрофизические параметры экспериментальных образцов.

4.3 Высокотемпературные испытания ПБС.

4.4 Исследование радиационной стойкости высокотемпературных диодов Шоттки на основе карбида кремния.

Выводы.

Наиболее интенсивное развитие в настоящее время получили приборы экстремальной электроники, сохраняющие свои параметры и характеристики в условиях высоких температур, интенсивных ионизирующих излучений и агрессивных сред. Приоритетом в развитии приборов этой группы пользуются широкозонные алмазоподобные полупроводники, такие как алмаз и карбид кремния. На основании анализа многочисленных работ в области приборов для экстремальных условий и режимов эксплуатации, можно сделать вывод, что на рынке изделий экстремальной электроники доминирует карбид кремния (81С) [1,2]. Это обусловлено, в первую очередь, совокупностью его уникальных свойств, определяющих термическую, радиационную и химическую стойкость [3]. Следует отметить, что высокий коммерческий интерес к приборам экстремальной электроники способствовал тому, что в настоящее время технология получения карбида кремния достигла высокого уровня [4,5].

Независимо от функционального назначения прибора условия эксплуатации накладывают очень жесткие требования к выпрямляющим и линейным контактным системам «металл - БЮ». С учетом особенностей свойств карбида кремния, можно выделить основные требования к формируемым контактным системам:

• омический контакт должен иметь низкое удельное сопротивление (не л /-у превышающее 10 Ом •см), характеризоваться стабильной границей раздела в области высоких температур, обеспечивать технологичность операций при посадке кристаллов в корпус прибора;

• поверхностно-барьерные структуры должны сохранять выпрямляющие свойства до температур 350.400 °С, иметь стабильную вольт-амперную характеристику после длительной эксплуатации при максимальных температурах;

• для приборных структур, включающих омический контакт и барьер Шоттки необходимо обеспечить неизменность вольт-амперной характеристики при воздействии высоких доз ионизирующих излучений

1 /- л / по быстрым нейтронам Д, < 10 нейтр./ см , по у - квантам Иу < 10 Р).

Несмотря на значительное количество работ в этой области (в материалах последних международных конференций по экстремальной и высокотемпературной электронике данному вопросу посвящалось около трети работ), проблему создания контактных систем, в особенности, барьеров Шоттки, удовлетворяющих вышеперечисленным требованиям, нельзя считать решенной. В частности, явно недостаточны сведения о результатах исследований радиационных эффектов в карбиде кремния, как базовом материале приборных структур, а публикации по испытаниям радиационной стойкости последних практически отсутствуют. Термическая стабильность контактных систем к БЮ различного типа также требует целенаправленных исследований с привлечением современных методов анализа.

Настоящая работа направлена на разработку технологии и исследование свойств контактных систем на карбиде кремния для приборов экстремальной электроники, что является одним из стратегических путей развития современной элементной базы электронной техники.

Целью работы являются разработка физико-технологических основ создания высокотемпературных и радиационно-стойких контактных систем «металл - БЮ» для приборов экстремальной электроники, исследования электрофизических свойств и границ раздела систем, а также характеристик поверхностно-барьерных структур (ПБС) применительно к задачам термометрии при термических и радиационных воздействиях.

Задачи диссертационной работы

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

- выбор материалов и их композиций для формирования высокотемпературных омических и выпрямляющих контактов;

- отработка технологических операций, методов пооперационного контроля и изготовление тестовых структур с целью исследования их электрофизических параметров и границ раздела после термической обработки;

- теоретический анализ механизмов токопереноса в поверхностно-барьерных структурах на основе 81С для широкого интервала температур;

- разработка технологии изготовления экспериментальных образцов, включающих многослойные структуры металлизации и защитно-изолирующие покрытия;

- исследование термической стабильности приборных структур электрофизическими методами и методом электронной Оже-спектроскопии в режиме послойного анализа;

- исследование радиационной стойкости выпрямляющих контактов при комплексном импульсном воздействии ионизирующих излучений высокой интенсивности;

- разработка вариантов конструкций, изготовление и испытания датчика температуры на основе барьера Шоттки на 81С.

Научная новизна работы

1. В результате систематических исследований свойств контактных систем к карбиду кремния, включающих широкий класс используемых металлов, технологических режимов, внешних воздействий, предложены и технически реализованы варианты омического и выпрямляющих контактов, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками при экстремальных воздействиях.

2. Показано, что использование многослойной системы Р1>\У-Сг-81С-№-Р1 позволяет формировать термически устойчивые барьеры Шоттки за счет стабилизирующего действия тонкого переходного слоя карбидов хрома и подавления эффектов взаимной диффузии слоем вольфрама.

3. Впервые для высокотемпературных барьеров Шоттки на карбиде кремния исследована радиационная стойкость при комплексном воздействии быстрых нейтронов и у-квантов в зависимости от исходного уровня легирования полупроводника.

4. Показано, что в барьерах Шоттки «металл - БЮ» с ростом температуры увеличивается вклад диффузионной составляющей тока и для адекватного описания вольт-амперных характеристик необходимо использовать объединенную теорию термоэлектронной эмиссии и диффузии.

Основные научные положения, выносимые на защиту

1. Широкий диапазон рабочих температур карбидкремниевых приборов на основе барьера Шоттки вызывает необходимость учета увеличивающегося с ростом температуры вклада в электронный транспорт диффузионной составляющей тока. Адекватное описание вольт-амперных характеристик достигается использованием объединенной теории термоэлектронной эмиссии - диффузии.

2. Стабильность вольт-амперных характеристик поверхностно-барьерных структур Р^ХУ-Сг-БЮ при длительном воздействии температуры до 400 °С обусловлена образованием на границе раздела «металл - БЮ» фазы карбидов хрома и наличием вольфрамового диффузионного барьера. Экспериментально доказано, что созданные многослойные структуры устойчивы к кратковременному термическому воздействию вплоть до температуры 700 °С 3. Радиационная стойкость структур Р1^-Сг-8:1С определяется исходным уровнем легирования полупроводника. Экспериментально установлено,

16 17 3 что в диапазоне концентраций Л^-А^а = Ю .5-10 см" при комплексном воздействии быстрыми нейтронами и сопутствующего у-излучения дозами 4,421015нейтр./см2 и 8,67-105Р, соответственно, необратимые изменения термометрических характеристик барьерных структур происходят при концентрациях А^-А^ < 8-Ю16 см"3. При этом деградация характеристик тем больше, чем меньше уровень легирования материала.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

- разработана оригинальная технология формирования многослойных контактных систем к карбиду кремния, обладающих высокой радиационной и термической стойкостью;

- разработана и технически реализована конструкция широкодиапазонного датчика температуры на основе барьера Шоттки с максимальной рабочей температурой 450 °С;

- результаты работы вошли в отчетные материалы по ВИР: 5968/ЦМИД

80 ("Карбид-К-ЛЭТИ"), выполняемой в соответствии с планом работ Федерального фонда развития электронной техники; 5975/ ЦМИД

81 ("Ведро"), выполняемой в соответствии с Государственным оборонным заказом; 5976/ ЦМИД-82 ("Деление"), выполняемой по договору с Секцией Прикладных Проблем при Президиуме РАН;

- результаты работы использованы в ЭНПО "Специализированные электронные системы" (г. Москва) при создании и испытании аппаратуры и машин с экстремальными условиями эксплуатации.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и школах:

• Всероссийских межвузовских научно-технических конференциях студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика -98" (Зеленоград, 20-22 апреля, 1998 г.) и "Микроэлектроника и информатика-99" (Зеленоград, 19-21 апреля, 1999 г.);

• Научных молодежных школах по твердотельной электронике: "Твердотельные датчики" (Санкт-Петербург, 23-25 ноября 1998 г.) и "Поверхность и границы раздела структур микро- и наноэлектроники" (Санкт-Петербург, 2-4 ноября 1999 г.);

• Третьей Санкт-Петербургской ассамблее молодых ученых и специалистов. Санкт-Петербург, 4-11 декабря 1998 г.;

• ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ "ЛЭТИ" (1997-1999гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них 1 статья и 5 тезисов докладов на конференциях и школах.

Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 98 наименований. Основная часть работы изложена на 123 страницах машинописного текста. Работа содержит 43 рисунка и 7 таблиц.

ВЫВОДЫ

1. Предложена структура высокотемпературного диода Шоттки на основе системы Р1-\¥-Сг-81С-№-Р1;, где XV - выполняет функцию диффузионного барьера, а Pt - является защитным покрытием и материалом для обеспечения термокомпрессии при корпусировке структуры. Для обеспечения защиты выпрямляющих электродов от бокового окисления использовалось зашитно-изолирующее покрытие на основе 8Ю2;

2. Разработана технология формирования высокотемпературных диодов Шоттки на основе БЮ. При этом, изготовленные экспериментальные образцы обладали электрофизическими характеристиками приборного качества;

3. Экспериментально показано, что постоянство характеристик диодных структур при высокотемпературном воздействии обусловлено стабилизацией границы раздела Сг-БЮ в результате образования тонкого переходного слоя карбидов хрома различного состава;

4. Изготовленные приборные структуры обладают выпрямляющими свойствами в диапазоне температур 20.400°С. При этом коэффициент выпрямления при 400°С составляет величину порядка 102;

5. Показана возможность работы приборных структур в качестве датчиков температуры с сохранением линейности термометрических характеристик до температуры 450 °С с чувствительностью не хуже 0,9 мВ/К. Изготовлены закорпусированные образцы датчиков температуры с максимальными рабочими температурами до 350 °С;

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

1. Разработана и реализована технология формирования омических и выпрямляющих контактов к БЮ п-типа проводимости, обеспечивающих стабильные электрические характеристики при высоких температурах и уровнях ионизирующего излучения. Показано, что в изготовленных структурах вольт - амперные характеристики остаются неизменными при отжиге вплоть до температур ~ 700°С и дозах комплексного

15 2 облучения быстрыми нейтронами £)п=4,42-10 нейтр./см и у-квантами £>у = 8,67-105Р.

2. Экспериментально и теоретически установлено, что в механизме электронного транспорта при переходе к высоким температурам необходимо учитывать возрастающий вклад диффузионной составляющей тока, тогда как в области комнатных температур вольт -амперные характеристики удовлетворительно описываются в рамках теории термоэлектронной эмиссии.

3. Методом электронной Оже-спектроскопии и электрофизическими измерениями показано, что стабилизация свойств омического контакта №-8Ю происходит за счет образования на границе раздела достаточно протяженного (~0,8 мкм) переходного слоя сложного состава. В случае выпрямляющего контакта Р1-\¥-Сг-8Ю стабилизирующее действие оказывают слои карбидов хрома (~ 50 нм) и вольфрама (~100нм), которые выполняют функции диффузионных ' барьеров для атомов полупроводника и металлов соответственно.

4. Проведены исследования влияния облучения потоком быстрых нейтронов и у-квантов на свойства структур «металл-карбид кремния». Обнаружено значительное снижение радиационной стойкости барьеров Шоттки с

117 уменьшением уровня легирования эпитаксиального слоя Экспериментально установлено, что при реализованных дозах облучения необратимые изменения вольт - амперных характеристик происходят

1 ¿г -5 при Nc¡-Na< 8-10 см" за счет компенсации материала центрами с глубинами залегания от дна зоны проводимости 0,35 эВ и в интервале (0,6.0,8) эВ.

5. На основе проведенных исследований и разработанной технологии формирования стабильных контактов металл-изготовлены экспериментальные образцы датчиков температуры с максимальной рабочей температурой 350°С в корпусе и 450°С в бескорпусном исполнении. Линейность преобразования достигается за счет использования в качестве термометрической характеристики температурной зависимости прямого падения напряжения с крутизной не менее 0,9 мВ/К и нелинейностью, не превышающей 1,5%. Показано, что при более высоких температурах существенная нелинейность характеристики обусловлена влиянием последовательного сопротивления квазинейтральной области структуры на основе барьера Шоттки.

1. Лучинин В.В., Мальцев П.П., Маляков Е.П. Карбид кремния -стратегический материал электроники будущего. // Электроника: наука, технология, бизнес. -1997. №3-4. - С.61-64.

2. Лучинин В.В., Таиров Ю.М. Карбид кремния материал экстремальной электроники. // Петербургский журнал электроники. - 1996. - Вып.З. -С.53-78.

3. Таиров Ю.М. Высокотемпературная электроника на основе карбида кремния. // Сб. науч. тр. Радиоэлектроника в СПбГЭТУ. 1995 - Вып.1. -С.87-90.

4. Иванов П.А., Челноков В.Е. Полупроводниковый карбид кремния -технология и приборы. // ФТП. 1995. - Т.29, вып.11. - С. 1921-1943.

5. Capaano М.А., Trew R.J. Silicon carbide electronic materials and devices. // MRS Bulletin. 1997. - V.22, N3. - P. 19-22.

6. Comparative electron spectroscopic studies of surface segregation on SiC (0001)Si and (0001)C./L. Muehlhoff , M.J. Bozak , W.J. Choyke et al. //J.Appl.Phys. 1986. - V.60. - P.2842.

7. Карбид кремния./ под ред. Г.Хениша, Р.Роя. М.: Мир, 1972, 349 с.

8. Виолина Г.Н. Исследование электрических и оптических свойств карбида кремния с целью его применения в резисторах и счетчиках: Дисс. . кандидата технических наук. Л.:ЛЭТИ, 1966. - 223с.

9. Pensl G., Choyke W.J. Electrical and optical characterization of SiC.// Physica В. 1993.-V.195. -P.264.

10. Справочник по электротехническим материалам. В 3-х т. Под ред. Ю.В.Корицкого, В.В.Пасынкова, Б.М.Тареева. Т.З. JI. "Энергия", 1976.

11. Lely J. А. Darstellung von einkristallen von siliciumcarbid und beherrschung von art und menge der eingebauten verunrei-nigungen. //В er. Deut. Keram. Ges. 1955 -B.8. - S.229.

12. Tairov Yu. M., TsvetkovV. F. Investigation of growth processes of ingots of silicon carbide single crystals.//! Crystal Growth. 1978 - V. 43. - P.209-214.

13. Tairov Yu. M. and Tsvetkov V. F. General principles of growing large-size single crystals of various Silicon Carbide Polytypes.//J. Cryst. Growth. -1981.-V.52,- P.146-152.

14. Vodakov Yu.A., Mokhov E.N., Ramm M.G., Epitaxial growth of silicon carbide layers by sublimation "sandvich"-method.//Krist. und Technik. 1979. -V.14. - P.729-740.

15. Use of Та container material for quality improvement of SiC cristal grown by sublimation technique./ D.Hofmann, S.Yu.Karpov, Yu.N.Makarov et al.// Silicon Carbide and Related Mat. Proc.Conf. Kyoto. Japan. 1995. Ser.N142. -P.29-32.

16. Itoh A., Kimoto Т., Matsunami H. Low power-loss 4H-SiC rectifiers with high bloking voltage.// Silicon Carbide and Related Mat. Proc.Conf. Kyoto. Japan. 1995. Ser.N142. P.689-692.

17. High-voltage (>2,5kV) 4H-SiC Schottky rectifiers processed on hot-wall CVD and high temperature CVD layers./ T.Kimoto, Q.Wahab, A.Ellison// Silicon Carbide, Ill-Nitrides and Related Mat. Proc.Conf. Stockholm. Sweden. 1997. Part 2, P.921-924.

18. Su J.N., Stekl A.J. Fabrication of high voltage SiC Schottky barrier diodes by Ni metallization.// Silicon Carbide and Related Mat. Proc.Conf. Kyoto. Japan. 1995. Ser.N142. P.697-700.

19. Recent advances in SiC power devices./ J.A. Cooper, M.R. Melloch, J.M. Woodall et al.// Silicon Carbide, Ill-Nitrides and Related Mat. Proc.Conf. Stockholm. Sweden. 1997. Part 2, P.895-898.

20. A dual-metal-trench Schottky pinch-rectifier in 4H SiC./ K.J. Schoen, J.P.Henning, J.M.Woodal et al.// Silicon Carbide, Ill-Nitrides and Related Mat. Proc.Conf. Stockholm. Sweden. 1997. Part 2, P.945-948.

21. Operation of Schottky-barrier field-effect transistors of 3C-SiC up to 400°C./ H.Daimon, M. Yamanaka, K. Endo et al.// Appl. Phys.Lett. 1987. - Vol. 51, №25. - P. 2106-2108. 28.Осипович JI.A. Датчики физических величин. - М.: Мир, 1979.

22. Викулин И.М., Стафеев В.И. Физика полупроводниковых приборов. М.: Радио и связь, 1990.

23. McNamara A.G. Semiconductor diodes and transistors as electrical termometers.//RSI. 1962. - V .33, №10. -P.1091-1093.

24. Gohen B.G., Snow W.B., Tratola A.R. GaAs p-n junctions diodes for wide range thermometry.//RSI. 1963. - V.34, №3. -P.330-333.

25. Чепурнов В.И. Получение гомо- и гетероэпитаксиальных пленок карбида кремния и создание на их основе высокотемпературных термопреобразователей: Дисс. . кандидата технических наук. Л.: ЛЭТИ, 1986.- 242 с.

26. Высота барьера в диодах Шоттки, сформированных на основе n-6H-SiC./

27. A.Н.Андреев, А.А.Лебедев, М.Г.Растегаева.// ФТП. 1995. - Т.29, вып. 10.- С.1833-1843.

28. Waldrop J.R., Grant R.W. Metal Schottky barrier contacts to alpha 6H-SiC.// J.Appl.Phys. 1992. - V.72, №10. -P.4757-4760.

29. Waldrop J.R. Schottky barrier height of metal contacts to p-type alpha 6H-SiC.// J.Appl.Phys. 1994. - V.75, №9. -P.4548-4550.

30. Waldrop J.R., Grant R.W. Schottky barrier height and interface chemistry of annealed metal contacts to 6H-SiC: Crystal face dependence.// Appl.Phys.Lett.- 1993. V.62, №21. -P.2685-2687.

31. Wu S.Y., Campbell R.B. Au-SiC Schottky barriers diodes.// Solid-State Electron. 1974. - V.17. -P.683-687.

32. Porter L.M., Davis R.F., Bow J.S., et.al. Silicon silicon carbide and related materials.// Proc.of Fifth Conf.on silicon carbide and related materials .USA: Inst.of physics publishing, Bristol and Philadelphia, 1993. P.581.

33. Monch W. On the physics metal-semiconductor interface.// Reports on progress in physics. 1990. - V.53, №3. -P.221-278.

34. Тонкие пленки. Взаимная диффузия и реакции./ Под ред. Д.Поута, К.Ту, Д.Майера. М.: Мир, 1982. - 576 с.

35. Зи С. Физика полупроводниковых приборов: 1 том/ Пер.с англ.

36. Ivanov P.A., Ignat'ev K.I. Schottky barrier height in metal-SiC contact new approach to modelling.// Silicon Carbide, Ill-Nitrides and Related Mat. Proc.Conf. Stockholm. Sweden. 1997. Part 2 -P.809-812.

37. Веренчикова Р.Г., Санкин В.И., Радованова Е.И. Влияние вакансий на формирование поверхностных барьеров политипов SiC.// ФТП. 1983. -Т.17, вып.10. - С.1757-1760.

38. Davydov S.Yu., Tikhonov S.K. To Schottky barrier formation on metal-wide band gap semiconductor contact.//Silicon Carbide and Related Mat. Proc.Conf. Kyoto. Japan. 1995. Ser.N142. -P.673-676.

39. Давыдов С.Ю., Лебедев A.A., Тихонов C.K. О барьере Шоттки на контакте металла с карбидом кремния.// ФТП. 1997. - Т.31, вып.5. -С.597-599.

40. Веренчикова Р.Г., Санкин В.И. Влияние термического отжига на свойства барьеров Cr-SiC п- и р-типа электропроводности.// ФТП. 1988. - Т.22, вып.9. - С. 1692-1695.

41. Characterization of Schottky contacts on n type 6H-SiC./ Y.G.Zhang, X.L.Li, A.G.Milnes et al.//Silicon Carbide and Related Mat. Proc.Conf. Kyoto. Japan. 1995. Ser.N142. P.665-668.

42. Porter L.M., Davis R.F. Characterization of contacts to n- and p- alpha (6H) silicon carbide (0001).// Second International High Temperature Conference. -V.l Charlotte, North Carolina, USA, June 5-10, 1994, XIII-3-8.

43. Мьюрарка Ш. Силициды для СБИС. М.: Мир, 1986. - 174с.

44. Высокотемпературный диод Шоттки Au-SiC-6H./ М.М.Аникин, А.Н.Андреев, А.А.Лебедев и др.// ФТП. 1991. - Т.25, вып.2. - С.328-333.

45. Physical and electrical characterization of WN Schottky contacts on 4H-SiC./O.Noblanc, C.Arnodo, S.Cassette et al.//Silicon Carbide, Ill-Nitrides and Related Mat. Proc.Conf. Stockholm. Sweden. 1997. Part 2 -P.817-820.

46. Батавин В.В., Концевой Ю.А., Федорович Ю.В. Измерение параметров полупроводниковых материалов и структур. М.: Радио и связь, 1985. -264с.

47. A method of preparation of highly perfect 6H-SiC surfaces./ E.Ducke, R.Kriegel, A.Fissel.// Silicon Carbide and Related Mat. Proc.Conf. Kyoto. Japan. 1995. Ser.N142. P.609-612.

48. Влияние различных методов обработки на состояние поверхности 6H-SiC (001)./А.Н.Андреев, М.М.Аникин, А.Н. Сыркин и др.//ФТП.-1994.-Том 28, вып.4.- с. 630-635.

49. Алтайский Ю.М., Литвинский Ю.Н. Карбид кремния как материал современной оптоэлектроники и полупроводниковой техники. Информационно-аналитический обзор. М.ЦООНТИ"ЭКОС", 1984, 55с.

50. Microstructure and microchemistry of the Al/SiC interface./ S.D.Peteves, P.Tambuyser, P.Helbach.//J.of Mat.Science. 1990. - V.25. -P.3765-3772.

51. A.E.Hughes, M.M.Hedges, B.A.Sexton. Reactions at the Al/Si02/SiC layered interface.// J.of Mat.Science. 1990. - V.25. - P.4856-4865.

52. Балландович B.C., Омар О.А, Попов В.А. Фотоэлектрические свойства барьеров Шоттки на основе n-SiC и n-GaP// Изв.ЛЭТИ.-1979.-250, №20.-С.20-29.

53. Веренчикова Р.Г., Санкин В.И. Поверхностно-барьерный диод Cr-SiC -фотодетектор УФ-излучения.// Письма в ЖТФ. 1988. - том 14, вып. 19. -С.1742-1746.

54. Thermally stable ohmic contacts on n-type 6H- and 4H-SiC based on silicide and carbide./ S.Liu, K.Reinhardt, C.Severt.// Silicon Carbide and Related Mat. Proc.Conf. Kyoto. Japan. 1995. Ser.N142. P.589-592.

55. Nickel-based metallization in process of the 6H-SiC device fabrication: ohmiccontacts, masking and packaging./ M.G.Rastegaeva, A.N.Andreev,

56. V.P.Rastegaev.// Silicon Carbide and Related Mat. Proc.Conf. Kyoto. Japan. 1995. Ser.N142. -P.581-584.бЗ.Растегаева М.Г. Омические контакты металл-карбид кремния: Дисс. . к.т.н.- СПб: ФТИ, 1999.-157с.

57. Электрические и электролюминесцентные свойства барьеров Шоттки на карбиде кремния./ В.В.Гуц, Л.А.Косяченко, Е.Ф.Кухто.// Техника средств связя. 1982. - сер.общетехническая, вып.5. - С.61.

58. Low contact resistivity W ohmic contacts to n-type 6H-SiC./ L.Baud, T.Billon, P.Lassagne.// Silicon Carbide and Related Mat. Proc.Conf. Kyoto. Japan. 1995. Ser.N142. P.597-600.

59. S.Yoshida, H.Dairuon, M.Jamanaka. J.Appl.Phys.l986.V60.№8.P.2984.

60. Ti Ohmic contact without post-annealing process to n-type 6H-SiC./ T.Teraji, S.Hara, H.Okushi.// Silicon Carbide and Related Mat. Proc.Conf. Kyoto. Japan. 1995. Ser.N142. P.593-596.

61. Reeves G.K. Specific contact resistance using a circular transmission line model.// Sol. St. Electron.-1980.- V. 23.- P.-487.

62. Choyke W.J., Patrick L.// Phys.Rev. В 1970. V.2 №6. P.2255-2256.

63. Свойства поверхностно-барьерных структур метэлл-GaP./ Б.В.Царенков, Ю.А.Гольдберг, А.П.Изергин.// ФТП. 1972. - Т.6., вып.4. - С.710-714.

64. Glasov P.A. In: Sprinder proceedings in physics.// Sprinder Verlag, Berlin, 1989.-V.43.-P.16.

65. Cowley A.M., Sze S.M. Surface states and height of metal-semiconductor systems.// Appl.Phys. 1965. - V.36, №10. - P.3212-3220.

66. CVD of tungstem Schottky diiodes to 6H-SiC./ N.Lundberg, P.Tagstrom, U.Jansson.// Silicon Carbide and Related Mat. Proc.Conf. Kyoto. Japan. 1995. Ser.N142. P.677-680.

67. Афанасьев A.B., Ильин B.A., Петров A.A. Термометрические характеристики датчика температуры на основе структуры Cr-SiC.// Изв.СПбГЭТУ. 1998. -Вып.517. -С.97-100.

68. Родерик Э.Х. Контакты металл-полупроводник.-М., Радио и связь,1982. -209с.

69. Padovani F.A., Stratton R. Field and thermionic-field emission in Schottky barriers./ Sol.St.El. 1966. - V.9, №7. -P.695-707.

70. Ivanov P.A., Chelnokov V.E. High temperature 6H-SiC devices grown by sublimation epitaxy.// Int.Conf. on Silicon Carbide and Related Materials -1995. Kyoto, Japan,1995.

71. Особенности высокотемпературной люминесценции эпитаксиальных слоев, легированных бором./ Ю.А.Водаков, Е.Е.Гончаров, Г.А.Ломакина и др.// ФТП,- 1987. Т.21, вып.2. - С.207-211.

72. Crowell C.R., Sze S.M. Current transport in metal-semiconductor barriers.// Sol.St.El. 1966. - V.9, №11/12. - P. 1035-1048.

73. Chang C.Y., Sze S.M. Carrier transport across metal-semiconductor barriers.// Sol.St.El. 1970. - V.13, № 6. -P.727-740.

74. Cox R.H., StrackH.// Sol.State.Electr., V.10, p.1213, (1967).

75. Impact ionization in 6H-SiC MOSFET's./ E.Bano, T.Ouisse, S.P.Scharnholz et al.// Silicon Carbide, Ill-Nitrides and Related Mat. Proc.Conf. Stockholm. Sweden. 1997. Part 2-P. 1009-1012.

76. Baranzahi A. High temperature solid state gas sensors based on silicon carbide./ Linkoping studies in science and technology. Dissertations.- 1996.-N 422.- 167 p.

77. Валиев K.A., Пашинцев Ю.И., Петров Г.В. Применение контакта металл-полупроводник в электронике. -М.: Сов. радио,1981.

78. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. -М.: Химия, 1977.

79. Гольдберг Ю.А., Поссе Е.А., Царенков Б.В. Переход контакта полупроводник-жидкий металл от вентильного к омическому.// ФТП.-1986,- Т.20,- Вып.8,- С.-1510-1513.

80. Гольдберг Ю.А., Ильина М.В., Поссе Е.А., Царенков Б.В., Переход контакта полупроводник-жидкий металл от вентильного к омическому.

81. Влияние параметров полупроводника на температуру перехода.// ФТП,-1988.- Т.22,- Вып.З.- С. 555-558.

82. Петров А.А., Семакин В.Л. Оже-спектроскопия карбида кремния.// Известия ТЭТУ.- 1993,- Вып.457.- С. 22-25.

83. Самсонов Г .В., Прядко И.Ф., Прядко Л.Ф. Конфигурационная модель вещества. Киев.: Наукова думка, 1971.

84. Samsonov G.V., Vinitskii I.M. Handbook of refractory compounds. IFI/Plenum, New York, 1980.

85. Ballandovich V.S., Violina G.N. An investigation of radiation defects in silicon carbide irradiated with fast electrons.// Cryst.Latt.Def.and Amorph.Mat. -1987.-Vol.l3.-P.189-193.

86. Безбородое В.Н. Моделирование дозовых отказов КМОП ИС с учетом условий эксплуатации в космической аппаратуре.; Автореф дисс. .