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4H-SiC界面飞秒激光退火及其电学性能优化

任瑜启 岳云帆 李盛 柴年垚 陈襄玉 曾终乐 赵峰毅 王欢 王学文

光学精密工程2024,Vol.32Issue(19):2889-2898,10.
光学精密工程2024,Vol.32Issue(19):2889-2898,10.DOI:10.37188/OPE.20243219.2889

4H-SiC界面飞秒激光退火及其电学性能优化

Femtosecond laser annealing of 4H-SiC interfaces and optimization of their electrical performance

任瑜启 1岳云帆 1李盛 2柴年垚 2陈襄玉 1曾终乐 2赵峰毅 3王欢 1王学文4

作者信息

  • 1. 武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室先进材料与器件飞秒光制造中心,湖北 武汉 430070||武汉理工大学 材料科学与工程学院,湖北 武汉 430070
  • 2. 武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室先进材料与器件飞秒光制造中心,湖北 武汉 430070||武汉理工大学 材料科学与工程国际化示范学院,湖北 武汉 430070
  • 3. 佛山仙湖实验室,广东 佛山 528000
  • 4. 武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室先进材料与器件飞秒光制造中心,湖北 武汉 430070||佛山仙湖实验室,广东 佛山 528000||武汉理工大学 材料科学与工程国际化示范学院,湖北 武汉 430070
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摘要

Abstract

Enhancing the electrical contact properties between SiC and metal interfaces is crucial for ad-vancing SiC materials in high-frequency and high-power devices.This study utilized a 1030 nm near-infra-red femtosecond laser to anneal the 4H-SiC surface,analyzing the effects of various laser annealing param-eters.We examined changes in surface morphology,element distribution,and bonding structure of the la-ser-annealed samples using scanning electron microscopy,X-ray photoelectron spectroscopy,confocal Ra-man spectroscopy,and other methods.The study revealed that improvements in electrical properties at the contact interface result from a disordered graphite structure and SiOx/Si structure with oxygen vacan-cies created by laser annealing.This structure reduces the interface Schottky barrier height,enhances con-ductivity,and shifts the Fermi level of the 4H-SiC surface,significantly boosting interface electrical prop-erties.Femtosecond laser annealing reduced the SiC interface Schottky barrier from 1.43 eV to 0.69 eV and increased the carrier concentration from 5.40×1013 cm-3 to 1.77×1018 cm-3,presenting a novel meth-od for optimizing SiC interface electrical properties with ultrafast laser annealing.

关键词

飞秒激光/碳化硅/接触界面/肖特基势垒

Key words

femtosecond laser/silicon carbide/contact interface/Schottky barrier

分类

电子信息工程

引用本文复制引用

任瑜启,岳云帆,李盛,柴年垚,陈襄玉,曾终乐,赵峰毅,王欢,王学文..4H-SiC界面飞秒激光退火及其电学性能优化[J].光学精密工程,2024,32(19):2889-2898,10.

基金项目

海南省科技计划三亚崖州湾科技城联合项目(No.2021JJLH0058) (No.2021JJLH0058)

国家重点研发计划资助项目(No.2020YFA0715000) (No.2020YFA0715000)

广东省基础与应用基础研究基金资助项目(No.2021B1515120041) (No.2021B1515120041)

光学精密工程

OA北大核心CSTPCD

1004-924X

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