Analysis of ohmic metal/semiconductor interfaces by low-temperature SIPM

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04135
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: Shiojima Kenji 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (70432151)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋本 明弘 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (10251985)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 電極 / 界面顕微光応答法 / ２次元評価 / ワイドバンドギャップ半導体

Outline of Final Research Achievements

In this study, we applied our original characterization method, which can map metal/semiconductor interfaces (scanning internal photoemission microscopy), for low-barrier and low-resistance electrodes. We have obtained following results; (1) this method is available for very leaky Ni/heavily-doped p-SiC contacts, (2)a low-leakage measurement system was achieved down to 100 K, (3) photocurrents were detected in a front-illumination optical system by using very thin metal layers (< 100 nm) for the electrodes, (4) photocurrent spectra and 2-dimentional images were obtained for the thin contacts in a wide temperature range from 170 to 323 K.

Free Research Field

半導体（電極界面の評価）

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果として、リーキーで電気的特性の評価が困難であった高ドープ半導体材料への電極を本手法により広い温度範囲で２次元評価できることを示した。さらに同一薄層電極界面にプローブ光を前方、後方照射のいずれの方法でも光電流信号が検出されることは、金属膜、および半導体膜での光の吸収を分離して結果を解析できるので学術的にも興味深い。
実用面では、パワーデバイスにおいてオーミック電極での電力消費は重要な課題である。実際のオーミック電極は電極金属の堆積後、熱処理による界面反応で低抵抗な接触を部分的に形成している。本手法によるオーミック電極の２次元評価はデバイス開発に大きな貢献がもたらされると考えられる。