鉑/ 鎳鉻合金/ 矽及鉑/ 鎳鈦合金/ 矽蕭特基二極體特性之研究

Abstract

本論文針對鉑╱鎳鉻合金╱矽（Pt╱Ni Cr ╱Si）及鉑╱鎳鈦合金╱矽（Pt╱Ni Ti ╱Si） 蕭特基二極體在各種不同退火溫度及退火時間之條件下，作一系列之探 討。研究結果顯示，此二種結構在經過退火處理後，鎳矽化物蕭特基接觸及對鉑之擴 散阻擋層可同時形成。吾人並依據鉻及鈦作為對鉑之擴散阻擋層具有之機制建立此二 種蕭特基二極體之最佳化合金比例及退火處理條件。對鉑╱鎳鉻合金╱矽而言，由於 蕭特基能障高度（Schottky Barrier Height） 之熱穩定性需與理想因數（Indeali- ty Factor） 互相調和，因此鎳 鉻 （Ni Cr ）會是最佳之合金比例。此一 比例之最佳退火條件為４８０℃、６０分鐘。對鉑╱鎳鈦合金╱矽形成介於金屬間化 合物（Intermetallic Compound），因而具有較佳之阻擋鉑之效果，也因而有較好之 能障高度熱穩定性及理想因數。 此外，吾人亦比較此二種二極體之電性及物性，結果顯示由於鎳、鈦矽化物形成溫度 差較大及鈦矽化物阻值較鉻化物為低之原因，使得鉑╱鎳鈦合金╱矽具有較佳之熱穩 定性。 在鉑╱鎳鉻合金╱矽反應中，吾人觀察到相分離（phase-Separation）之現象，但在 鉑╱鎳鉻合金╱矽中，鈦在經過高溫退火處理後會延展（Spread）開來，而不會形成 相分離。 由於在整流元件方面之運用，吾人亦探討二極體之逆向特性在不同製程條件下，其崩 潰電壓及漏電流之變化，並製造出一個崩潰電壓４７伏（在此逆電壓時，漏電流小於 ４００微安培）之蕭特基二極體。