4H-SiC界面飞秒激光退火及其电学性能优化

改善SiC与金属界面间的电接触性质有助于推动SiC材料在高频高功率器件领域的发展。采用波长为1030 nm近红外飞秒激光退火处理4H-SiC表面,研究了不同激光参数对退火效果的影响。通过扫描电镜、X射线光电子能谱仪、共聚焦拉曼光谱仪等分析表征手段,探究了飞秒激光退火样品的表面形貌、元素分布及成键结构的变化。研究发现,接触界面电学性能的变化来自于激光退火产生的无序石墨结构以及具有O空位缺陷的SiOx/Si结构,这种结构不仅降低了界面肖特基势垒高度,提升了界面电导率,而且改变了4H-SiC表面的费米能级,从而大幅提升了界面电学性能。通过飞秒激光退火,实现了SiC界面肖特基势垒从1.43 eV到0.69 eV的变化,载流子浓度从5.40×10^(13)cm^(-3)变化为1.77×10^(18)cm^(-3)。本研究开发了一种利用超快激光退火优化SiC界面电学性能的有效方法。