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《N 型Ni 基SiC 欧姆接触比接触电阻的精确求解》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2008年10月西安电子科技大学学报(自然科学版)Oct.2008第35卷第5期JOURNALOFXIDIANUNIVERSITYVol.35No.5N型Ni基SiC欧姆接触比接触电阻的精确求解郭辉,张义门,张玉明,汤晓燕,冯倩(西安电子科技大学宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室,陕西西安710071)摘要:精确求解一维定态薛定谔方程得到电子通过三角形势垒的隧穿几率,用其代替WKB近似计算的隧穿几率精确提取比接触电阻.针对N型Ni基SiC欧姆接触的实验结果进行了计算比较,结果表明采用该方法提取的比接触电阻比采用WKB近似计算的传统方法更加精确和符合实际情况.关键词:碳化硅;
2、欧姆接触;比接触电阻;直接隧穿;WKB近似中图分类号:TN405文献标识码:A文章编号:1001-2400(2008)05-0842-04AccuratecalculationofthespecificcontactresistanceforNibasedOhmicContactstotheN-typeSiCGUOHui,ZHANGYi-men,ZHANGYu-ming,TANGXiao-yan,FENGQian(MinistryofEducationKeyLab.ofWideBand-GapSemiconductorMaterialsandDevices,XidianUniv
3、.,Xian710071,China)Abstract:Thespecificcontactresistanceofohmiccontactisdeducedaccuratelybasedontheelectrontunnelingprobabilitiesthroughthetriangularbarriertobesolvedbytheone-dimensionaltime-independentSchrdingerequation.TheexperimentalresultsofNibasedohmiccontactsontheN-typeSiCarecomparedwi
4、ththatofthesimulation.TheproposedmethodhastheadvantagesovertheWKBapproximationofbetteraccuracyandadaptationtoSiCohmiccontacts.KeyWords:SiC;ohmiccontact;specificcontactresistance;directtunneling;WKBapproximation碳化硅(SiC)材料的宽禁带、高热导率、高饱和电子速度,高击穿电场等特性决定了碳化硅器件可以在高温大功率下工作.而在高温大功率应用时,欧姆接触的低电阻率和稳定性是决
5、定器件性能的两个关键因素.形成SiC欧姆接触的主要途径是减小金半接触的势垒高度和增大载流子的隧穿几率.在计算隧穿电流[1,2]时,目前大多数文献和模拟软件都是采用WKB近似方法得到电子通过肖特基势垒的隧穿几率.WKB方法是一种准经典近似,它的优点是公式简单、在某些简单情况下能给出隧穿几率的解析表达式.但这种近似方法只在势垒随空间变化比较平缓时才近似成立.严格来讲,对于突变势垒结构WKB近似条件是不成立的.它会给隧穿电流的计算带来误差,影响欧姆接触比接触电阻的精确提取.传统的比接触电阻公式是采用WKB近似计算隧穿几率,并将根据费米-狄拉克分布函数得到通过势垒的电流密度J的表达式中
6、的被积函数在峰值附近做泰勒展开得到的.笔者通过求解一维定态薛定谔方程的方法得到了电子通过三角形势垒的隧穿几率,进而得到了比接触电阻ρC,并针对N型Ni基SiC欧姆接触的实验结果进行了计算比较.1隧穿几率的求解采用文献[3]中给出的方法计算金半接触势垒的隧穿几率.金属-半导体整流接触形成的肖特基势垒可收稿日期:2007-09-24基金项目:国家自然科学基金资助(60476007);西安应用材料创新基金资助(XA-AM-200704)作者简介:郭辉(1978-),男,讲师,博士,E-mail:guohui@mail.xidian.edu.cn.第5期郭辉等:N型Ni基SiC欧姆接触
7、比接触电阻的精确求解843视为三角形势垒,如图1所示,其势能函数表示为U=0,x<0,Ι区,U0U(x)=U0-qFx·x,0a,Ⅲ区,x轴为电子的隧穿方向,即垂直于金属/半导体界面.U0表示势垒高度,Fx表示*x方向的电场,a为势垒宽度.电场越大势垒越窄.具有能量Ex、有效质量m电子的运动状态由一维定态薛定谔方程确定2d22ψ(x)+kψ(x)=0,(2)dx*222m(Ex-U(x))其中k表示粒子波的波矢,k=.图1三角形势垒示意图[4]
