Non-thermal anealing of the interface between wide band-gap semiconductor and metal induced by femtosecond laser irradiation

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H03147
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Materials/Mechanics of materials
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: TOMITA Takuro 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)
• 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)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: フェムト秒レーザー / レーザー加工・改質 / シリコンカーバイド / 窒化ガリウム / 金属電極

Outline of Final Research Achievements

Femtosecond laser irradiation technique was examined for ohmic electrode fabrication on the wide bandgap semiconductors such as silicon carbide (SiC) and p-type gallium nitride (p-GaN).
We irradiated femtosecond laser beam to the samples in two ways. We call them the surface irradiation and the interface irradiation methods. In the surface irradiation method, an electrode was deposited after the irradiation to the sample surface. In the interface irradiation method, after the deposition of the electrodes, femtosecond laser beam was irradiated to the interface between the metal contacts and the wide bandgap semiconductors from the substrate side.
By using these two method, we succeeded in fabricating the ohmic contacts on wide bandgap semiconductors.

Free Research Field

光物質科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、フェムト秒レーザー光をワイドバンドギャップ半導体の表面に照射してから電極を蒸着する方法とワイドバンドギャップ半導体に電極を蒸着してからフェムト秒レーザー光を界面に照射する方法の両方においてオーミック電極作製することに成功した。これらの結果は、シリコンカーバイドや窒化ガリウムに電極を作製する上で簡便かつ自由度の高い方法を提案したことになる。今後、更なる低抵抗電極を実現できれば、ワイドバンドギャップデバイスの性能向上へ大きく繋がることが期待できる。