| Περίληψη: | Οι μονοκρύσταλλοι ανθρακοπυριτίου (SiC) παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον χάρις στις ποικίλες εφαρμογές τους, κυρίως σε μικροηλεκτρονικές διατάξεις υψηλών θερμοκρασιών. Ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο στη δημιουργία τέτοιων διατάξεων έχουν οι επαφές μετάλλου/ανθρακοπυριτίου, σε σχέση με την ηλεκτρική συμπεριφορά (φράγμα Schottky) και τη σταθερότητά τους στη θέρμανση. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας μελετήθηκαν τα πρώιμα στάδια ανάπτυξης της διεπιφάνειας μετάλλου/SiC σε περιβάλλον υπερυψηλού κενού (UHV) και θερμοκρασία δωματίου καθώς και η σταθερότητα της επαφής κατά τη θέρμανση σε υψηλές θερμοκρασίες. Αναπτύχθηκαν υπέρλεπτα μεταλλικά υμένια Re, Er και Cu πάνω και στις δύο πολικές επιφάνειες (Si-face ή (0001) και C-face ή (000-1)) των μονοκρυστάλλων εξαγωνικού ανθρακοπυριτίου (6H-SiC) τύπου-n που χρησιμοποιήθηκαν ως υπόστρωμα. Οι επαφές αυτές στη συνέχεια θερμαίνονταν μέχρι τους 1000Κ. Η μελέτη έγινε με επιφανειακά ευαίσθητες τεχνικές, όπως οι Φασματοσκοπίες Φωτοηλεκτρονίων και Ηλεκτρονίων Auger Ακτίνων-Χ, (XPS/XAES) και Φωτοηλεκτρονίων Υπεριώδους (UPS), η Περίθλαση Ηλεκτρονίων Χαμηλής Ενέργειας (LEED) και η μέτρηση μεταβολών του Έργου Εξόδου της επιφάνειας (WF / Kelvin Probe). Επιπλέον, το ύψος του διεπιφανειακού φράγματος Schottky και η συμπεριφορά του κατά τη θέρμανση μελετήθηκαν βάσει δεδομένων από την τεχνική XPS. Με βάση τα πειραματικά αποτελέσματα, τα συμπεράσματα στα οποία καταλήξαμε καταδεικνύουν ότι: Το Re είναι ιδανικό για ωμικές επαφές Re/6H-SiC{0001} σε μικροηλεκτρονικές διατάξεις που απαιτούν απόλυτη σταθερότητα δομικών και ηλεκτρικών χαρακτηριστικών σε αρκετά υψηλές θερμοκρασίες, δεδομένου ότι παρουσιάζει μικρό φράγμα Schottky και το μεταλλικό υμένιο αποδεικνύεται ιδιαίτερα σταθερό στις υψηλές θερμοκρασίες. Η επαφή Er/6H-SiC{0001} δεν παρουσίασε την εκτεταμένη πυριτιδιακή φάση που έχει αναφερθεί για τις επαφές Er/Si και το ιδιαίτερα χαμηλό φράγμα Schottky, όμως παρουσίασε καλή ανορθωτική συμπεριφορά και δομική σταθερότητα του υμενίου Er. Αυτό ανοίγει το δρόμο και σε εφαρμογές που εκμεταλλεύονται τον σταθερό ανορθωτικό χαρακτήρα της επαφής σε συνδυασμό με την εμφάνιση μικρής έκτασης viii πυριτιδιακής αλληλεπίδρασης στη διεπιφάνεια. Εδώ σημαντικό ρόλο φαίνεται να παίζει και η αναπόφευκτη παρουσία αυξημένης ποσότητας οξυγόνου στο υμένιο. Τέλος, για την επαφή Cu/6H-SiC{0001}, τα συμπεράσματα είναι αντιστοίχως θετικά: Η επαφή Cu/6H-SiC{0001} προκύπτει ανορθωτική και σχετικά σταθερή στις υψηλές θερμοκρασίες και, δεδομένου ότι το SiC χαρακτηρίζεται από αρκετά καλή θερμική αγωγιμότητα όπως και ο χαλκός, μπορεί εμφανώς να εξυπηρετήσει ανάγκες σε ανορθωτικές διατάξεις κυκλωμάτων μεταφοράς ισχύος, όπου απαιτείται σταθερότητα ηλεκτρικών χαρακτηριστικών και αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες.
|
|---|
