Si基n型GaN的欧姆接触研究

GaN材料在光电子器件领域的广泛应用前景使得金属与其欧姆接触的研究成为必然。本文对Si基n型GaN上的Al单层及Ti/Al双层电极进行了研究。通过对不同退火条件下的I U特性曲线 ,X射线衍射以及二次离子质谱分析 ,揭示了界面固相反应对欧姆接触的影响 ,提出了改善这两种电极欧姆接触的二次退火方法     

p-GaN表面制备低阻欧姆接触电极的几个关键问题

优良的光电特性使得GaN材料成为当今半导体器件研究领域的热点,但高功函数和低载流子浓度使p-GaN表面难以制备低阻欧姆接触电极、严重妨害了GaN基器件的热稳定性和输出功率.如何制备具有低阻欧姆接触特性的p-GaN电极已成为一个关键的科学和技术问题.探讨了影响p-GaN欧姆接触特性的几个关键因素,如表面预处理工艺、电极材料的选择和厚度、退火工艺等,对此方面的最新进展进行评述和归纳,并提出自己的创新性研究思路.     

N-polar GaN上的欧姆接触:材料制备、金属化方案与机理

氮极性(N-polar)GaN与镓极性(Ga-polar)GaN极性相反,且具有较高的表面化学活性,使其在光电子、微电子及传感器等领域逐渐受到关注。文章结合一些相关研究报道,综述了N-polar GaN上欧姆接触的研究进展。首先对N-polar GaN材料的制备进行了分析,随后对N-polar GaN的欧姆接触电极的金属化方案及欧姆接触机理等内容进行了综合讨论,以期为实际N-polar GaN欧姆接触研究提供一些参考。     

Ti/Al/Ni/Au在N-polar GaN上的欧姆接触

N-polar GaN以其特有的材料特性和化学活性日益受到研究者关注,而N-polar GaN上欧姆接触也成为研究的热点。以Ti/Al/Ni/Au作为欧姆接触金属,分析了N-polar GaN上欧姆接触的最优退火条件,并借助剖面透射电子显微镜(TEM)和能量色散X射线能谱仪(EDX)研究了金属和N-polar GaN之间的反应生成物。结果表明,当退火温度升高到860℃时,可得到比接触电阻率ρc为1.7×10~(-5)Ω·cm~2的最优欧姆接触特性。TEM和EDX测试发现,除了生成已报道的AlN,还会在界面处产生多晶AlO_x,两者共同作用会进一步拉高势垒,从而对N-polar GaN上欧姆接触产生不利影响。     

CdZnTe晶体表面Au电极薄膜的制备及其欧姆接触性质

为了研究不同制备工艺对电极欧姆接触特性的影响, 分别采用真空蒸发法、溅射法及化学沉积法在CdZnTe晶片表面制备了Au薄膜电极, 通过测试样品的SEM、I-V曲线及交流阻抗谱, 研究了不同电极制备工艺及退火处理对Au薄膜电极的微观结构及欧姆接触特性的影响。结果表明化学沉积法制备的Au薄膜表面更加平整、致密, 接触势垒的高度较低, 电极欧姆接触特性最好。退火处理可以改善电极的欧姆接触特性, 100℃退火后, 化学沉积法制备的Au电极的欧姆系数由0.883提高至0.915, 势垒高度由0.492降低至0.487 eV。交流阻抗谱分析表明, 化学沉积法制备电极具有最低的接触势垒, 这与界面处晶片表面的掺杂及缺陷的变化有关。     

利用快速热退火在n-GaAs上形成浅欧姆接触

采用超高真空电子束蒸发设备和快速热退火工艺制备GaAs／Pd／AuGe／Ag／An多层结构和测量比接触电阻车所需的传输线模型。研究了比接触电阻率与退火温度和时间关系，400～500℃之间退火的欧姆接触的比接触电阻车约为10（－6）Ωem2。接触层表面光滑、界面平整。利用俄歇电子谱（AES）、二次离子质谱（SIMS）、X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）研究了欧姆接触的微观结构和形成机理。     

Au/p-CdZnTe欧姆接触的电学测量及界面特性分析

采用化学镀金法在高阻p-CZT(CdZnTe)晶片表面制备Au电极,并用改进的圆环传输线模型(Ring-CTLM)测量了CZT电极的接触电阻,探讨了大气气氛下退火温度对CZT电极欧姆特性的影响.实验结果表明,200℃退火可以显著改善欧姆特性,使接触电阻率ρc显著减小,采用Ring-CTLM模型测得CZT与金电极接触电阻率为0.1524Ω·cm2.通过XPS分析了CZT与Au电极接触界面的成分,发现在Au/p-CdZnTe界面处形成了CdTeO3层,该界面层可起到载流子复合中心的作用,构建的新模型很好地解释了化学镀金法在p-CdZnTe晶片表面形成欧姆接触的机理.     

GaN基器件中的欧姆接触

GaN材料以其优良的光电性质，已成为制造发光器件和高温大功率器件的最有前途的材料。欧姆接触是制备GaN基器件的关键技术之一。着重论述了在n-GaN和p-GaN上制备欧姆接触的研究现状。     

p型GaN上透明电极的研究现状

GaN基发光器件通常采用金属作为p型GaN的接触电极,但由于金属透光率低,大大降低了器件的发光效率,解决办法之一就是采用透明导电薄膜作为其接触材料.本文在分析p-GaN上难以形成欧姆接触原因的基础上,提出了获得良好电极性能的途径,并从电极的制备方法、光电特性等方面讨论了近年来透明导电薄膜作为p-GaN接触的研究进展,并对未来的发展方向进行了简要说明.     

两步镀膜Ti/Al/Ti/Au的n型GaN欧姆接触研究

报道了一种可靠稳定且低接触电阻的n型GaN欧姆接触。首先在掺硅的n型GaN(3×1018cm-3)蒸镀Ti(30nm)/Al(500nm),然后在氮气环境530℃合金化3min,最后蒸镀Ti(100nm)/Au(1000nm)用于保护Al层不被氧化。该接触电极有良好的欧姆接触特性,比接触电阻率为8.8×10-5Ωcm2,表面平坦、稳定、易焊线,可应用于制作高性能的GaN器件.     

不同沉积工艺下Au/P-CdZnTe接触界面的研究

采用超声波扫描(SAM)、俄歇电子能谱分析技术(AES)、电极粘附力测试和I-V特性测试等方法研究了化学沉积、溅射和真空蒸发三种不同沉积工艺条件下Au/p-CdZnTe接触界面的各种特性.通过实验结果可以看出,化学法沉积的Au电极能形成较好的欧姆接触特性,但其操作工艺不容易控制,电极接触层均匀性较差,在器件使用过程中,容易引起电极的退化;溅射沉积的Au电极有着较好的附着力,但对CdZnTe表面的损伤较大,欧姆接触特性较差;真空蒸发法沉积的Au电极,有着较好的欧姆接触特性,且其电极接触层也较为均匀,只是电极附着力相对较小,但可以通过合适的退火工艺进行改善.     

掺杂V2O3系PTC陶瓷电极的研究

本文采用一次烧渗法制备出掺杂Ｖ２Ｏ３系ＰＴＣ陶瓷的Ａｇ－Ｚｎ－Ｔｉ电极，测量了电极的电学性能，采用差热—失重分析、ＸＲＤ分析和电子探针Ｘ射线衍射显微分析等方法研究了电极的结构，同时对电极与陶瓷基体的接触状态进行了分析。研究结果表明：在电极与陶瓷基体间获得良好的欧姆接触，Ｚｎ和Ｔｉ固溶进入Ａｇ晶格而形成固溶体，Ｚｎ对形成欧姆接触具有重要影响。     

Ti/Al/Ni/Au与n型GaN的欧姆接触研究

通过电流 电压 (I V)特性和传输线方法 (TLM )测量研究在n型GaN上淀积Ti/Al/Ni/Au电极形成欧姆接触的机制。Ni/Au作为Ti/Al的覆盖层起了阻止Ti ,Al,Au的互扩散及抗接触层氧化的作用。在 4 0 0℃到 90 0℃范围内 ,Ti/Al/Ni/Au与n型GaN的接触电阻随温度升高先略有上升 ,到 5 0 0℃以后单调下降。而表面形貌却在合金温度高于6 0 0℃以后随温度升高逐步变差。通过两步合金法得到了n GaN上Ti/Al/Ni/Au形成的接触电阻低达 9.6 5× 1 0 - 7Ωcm2 。最后还对两步合金法形成n GaN欧姆接触的机制进行了讨论。     

2.5GDFB量子阱激光器p型欧姆接触电极的研究

对2.5GDFB量子阱激光器p型低阻欧姆接触电极进行了研究,在退火温度400℃,退火时间30s进行快速热退火条件下,对Au-Pt-Ti/InAs/p+-InGaAs(掺Zn>1×1019cm-3)/MQW/n-InP和Au-Pt-Ti/p+-InGaAs(掺Zn>1×1019cm-3)/MQW/n-InP两种结构进行了p型欧姆接触试验研究,并对两者串联电阻进行了比较,其结果前者的串联电阻阻值为后者的1/4.     

Au电极与CdMnTe晶体的表面接触电阻率研究

采用圆形传输线模型研究了金(Au)电极与碲锰镉(CdMnTe)晶体的欧姆接触特性,Au电极采用AuCl3化学镀金法制备,计算了其接触电阻率。实验探讨了表面处理和退火对Au/CdMnTe接触电阻率的影响。结果表明,CdMnTe晶体经过化学抛光和化学机械抛光后Au/CdMnTe的接触电阻率分别为544.5和89.0Ω·cm2。通过AFM与XPS分析了晶体表面的形貌与成分,发现表面粗糙度和富Te成分对CdMnTe薄层电阻和载流子传输长度有较大的影响,决定了接触电阻率的大小。在150℃空气气氛退火1h后,经CP和CMP表面处理的样品,Au/CdMnTe接触电阻率均减小,分别为313.6和30.2Ω·cm2。退火促进了Au向CdMnTe晶体的扩散,使接触电阻率进一步降低,欧姆接触性能提高。     

Ge／Pd／n—GaAs低阻欧姆接触的SIMS分析

采用Ｇｅ／Ｐｄ／ＧａＡｓ结构和快速热退火在ｎ－ＧａＡｓ上形成了低阻欧姆接触，利用二次离子质谱技术揭示和讨论了低欧姆接触形成的机理。比较了采用Ｘ＾＋和ＧｓＸ＾＋信号检测的Ｇｅ，Ｐｄ，Ｇａ和Ａｓ的深度分布。结果表明采用ＣｓＸ＾＋可以提供更准确的结果和成分信息。     

AlGaN/GaN肖特基二极管中金属电极的制备方法研究

本文主要研究AlGaN/GaN二极管制备工艺中Ohmic Contact金属和Schottky Contact金属电极的制备,主要讨论了金属电极材料的选取,退火温度和退火时间对接触电阻的影响,最后得出了Ohmic Contact的比接触电阻和TiN的淀积参数。     

AIGaN/GaN肖特基二极管中金属电极的制备方法研究

本文主要研究AlGaN/GaN二极管制备工艺中Ohmic Contact金属和Schottky Contact金属电极的制备,主要讨论了金属电极材料的选取,退火温度和退火时间对接触电阻的影响,最后得出了Ohmic Contact的比接触电阻和TiN的淀积参数.     

AuGeNi—n型GaAs欧姆接触界面微区结构与接触电阻率的关系

欧姆接触是砷化镓器件中的基本单元，它的电性能极大地影响器件的质量。在众多的欧姆接触系统中，ＡｕＧｅＮｉ系统应用最为广泛。利用扫描俄歇电子微探针对离子注入重掺杂的ｎ型ＧａＡｓ上利用快速热合金制备的ＡｕＧｅＮｉ欧姆接触进行了研究，比较了不同退火温度下欧姆接触的电性能和微区界面结构，对界面微区结构与接触电阻的关系进行了探讨，提出了产生低阻接触的理想微区结构，为工艺参数的选择提供了有益的依据。     

Ge/Pd/n-GaAs低阻欧姆接触的SIMS分析

采用Ge／Pd／GaAs结构和快速热退火在n－GaAs上形成了低阻欧姆接触。利用H次离子质谱（SIMS）技术揭示和讨论了低欧姆接触形成的机理。比较了采用X 和CsX 信号检测的Ge，Pd，Ga和As的深度分布。结果表明采用CSX 可以提供更准确的结果和成分信息。