用于α粒子探测的4H-SiC肖特基二极管的制备和表征

摘要

针对极端环境下耐辐照半导体核探测器的研制需求,采用耐高温、耐辐照的的4H-SiC外延片制备肖特基二极管(SBD)探测器.通过在外延片的C面和Si面上分别沉积金属Ni制备SBD的欧姆接触和肖特基接触,并利用室温电流-电压和电容-电压实验测试了SBD特性.欧姆特性测试表明,1050°C退火时比接触电阻率最小.在反向电压为500V时,二极管未被击穿,漏电流为54.3nA,探测器具有较高的击穿电压.从正向电流-电压曲线得出,二极管的肖特基势垒高度为1.452eV,理想因子为1.17,表明探测器具备良好的热电子发射特性.从电容-电压曲线获得二极管外延层净掺杂浓度为1.396×1015cm-3,并研究了自由载流子浓度在外延层中的纵向分布.通过考虑有效势垒高度及理想因子随偏压的变化,研究了肖特基二极管中界面态密度在能带中的分布.