2019 Fiscal Year Annual Research Report
Non-thermal anealing of the interface between wide band-gap semiconductor and metal induced by femtosecond laser irradiation
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17H03147
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
富田 卓朗 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (90359547)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡田 達也 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (20281165)
直井 美貴 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (90253228)
山口 誠 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (90329863)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | フェムト秒レーザー / ワイドバンドギャップ半導体 / シリコンカーバイド / 窒化ガリウム / ダイアモンド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ワイドバンドギャップ半導体であるシリコンカーバイド(SiC)はオーミック電極形成において、1100 ℃以上の高温アニールが必要とされており、これが応用展開を阻んでいる。この問題を解決するために、フェムト秒レーザー光を利用し、ニッケル（Ni）をSiC基板に拡散させることで、従来のアニール温度より低温でオーミックコンタクトを形成させた。界面への照射方法は２通りの方法で行い、SiCにNiを蒸着した後、SiC側からNiとSiCの界面にフェムト秒レーザー光を照射する界面照射の方法と、SiC表面にフェムト秒レーザー光を照射してからNiを蒸着する表面照射の方法を試みた。両方の照射方法共に、フェムト秒レーザー光照射後、従来のアニール温度より低温で10分間のアニール処理を行った。
その結果、界面照射においては従来より100℃低いアニール温度でオーミックコンタクトが形成されることが明らかになった。また、レーザーを照射した電極にはニッケルシリサイドが多く形成されており、ニッケルシリサイド形成の促進にフェムト秒レーザー照射が関与していることがわかった。一方、表面照射においては、500℃においてオーミックコンタクトが実現され、実用化に大きく近づく結果が得られた。
さらに、フェムト秒レーザー光をp型窒化ガリウムと金属電極の界面に照射し、改質を用いてNi/Au電極とp-GaNの界面へのオーミックコンタクト層の形成を目指した。その結果、フェムト秒レーザー照射によって金属電極の低抵抗化とオーミック化が確認され、電流電圧特性が照射フルーエンスの上昇とともに改善されることが明らかとなった。ゼーベック効果を用いた多数キャリア判定ではp型伝導が確認されたが、van der Pauw法を用いたホール測定では、キャリアの極性がn型を示した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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