矽化鉑屑特基能障紅外線檢測器

Abstract

本論文探討PtSi/p-Si 肖特基能障二極體的製作條件和基本特性，並且研製PtSi特基 能障紅外線檢測器。 矽化鉑（PtSi）薄膜係將蒸鍍於矽（Si）肖基底的鉑（Pt）膜在氮氣爐中退火處理而 形成者。實驗發現在３５０∼７００℃的退火溫度範圍內，PtSi薄膜具有良好而穩定 的片電阻值。超過７００℃，片電阻值急遽地增加，表示薄膜特性開始劣化了。在４ ５０到６５０℃，PtSi/<100>p-Si肖特基能障二極體具有良好穩定的電流－電壓特性 。矽基底為１０Ω－ｃｍ時，能障高度約為０．２３ｅＶ，而且能障高度隨基底電阻 率的增高而增高；電流－電壓特性的理想因數約為１．０５，且隨基底電阻率的增高 而降低。 在＜１１１＞矽晶片製作的PtSi/<111>p-Si肖特基二極體，能障高度從３５０℃退火 溫度的０．２３１ｅＶ增高為５５０℃時的０．２５４ｅＶ，這種遽烈的改變並未發 生在PtSi/<100>p-Si特基二極體。 本論文也對不同的矽化鉑厚度（６００□，１６０□，８０□），和具有護環結構的 加以探討。結果顯示PtSi厚度為６００□與１６０□的二極體，有極佳的低漏電流， 在７７°Ｋ，－５Ｖ偏壓下的漏電流小於５ｎＡ╱ｃｍ□。 本研究也利用ＢＦ□□，離子佈植的方式來降低肖特基能障的高度，探討在不同的離 子能量與劑量下，能障高度的變化。以４０ＫｅＶ的ＢＦ□□離子植入２＊１０□□ ｃｍ□□的劑量可使能障高度從０．２３５ｅＶ調低到０．１８８ｅＶ。 最後本文對此種矽化鉑肖特基能障二極體的紅外光反應做了測量其結果與預測值及電 流－電壓特性比較起來，相當吻合。