AlGaN/GaN MSM紫外探测器特性

在蓝宝石衬底上,用MOCVD(金属有机物气相沉积)法外延生长AlGaN/GaN异质结样品.溅射Ti/Al/Ni/Au和Ni/Au金属膜,在氮气气氛中高温快速退火,分别与样品形成欧姆接触和肖特基接触.随着退火时间的增加,MSM(金属-半导体-金属)结构的I-V特性曲线保持良好的对称性,但C-V曲线逐渐失去其对称性.MSM探测器的紫外响应曲线具有良好的对比度和选择性,出现明显的光电导增益效应.     

AlGaN/GaN MSM紫外探测器特性

在蓝宝石衬底上,用MOCVD(金属有机物气相沉积)法外延生长AlGaN/GaN异质结样品.溅射Ti/Al/Ni/Au和Ni/Au金属膜,在氮气气氛中高温快速退火,分别与样品形成欧姆接触和肖特基接触.随着退火时间的增加,MSM(金属-半导体-金属)结构的I-V特性曲线保持良好的对称性,但C-V曲线逐渐失去其对称性.MSM探测器的紫外响应曲线具有良好的对比度和选择性,出现明显的光电导增益效应.     

AlGaN/GaN MSM紫外探测器特性

在蓝宝石衬底上，用MOCVD（金属有机物气相沉积）法外延生长AlGaN/GaN异质结样品. 溅射Ti/Al/Ni/Au和Ni/Au金属膜，在氮气气氛中高温快速退火，分别与样品形成欧姆接触和肖特基接触. 随着退火时间的增加，MSM（金属-半导体-金属）结构的I-V特性曲线保持良好的对称性，但C-V曲线逐渐失去其对称性. MSM探测器的紫外响应曲线具有良好的对比度和选择性，出现明显的光电导增益效应.     

A1GaN／GaN MSM紫外探测器特性

在蓝宝石衬底上，用金属有机物气相沉积(MOCVD)法外延生长AlGaN／GaN异质结样品。溅射Ti／Al／Ni／Au和Ni／Au金属膜，在氮气气氛中高温快速退火，分别与样品形成欧姆接触和肖特基接触。随着退火时间的增加，金属一半导体金属(MSM)结构的I-V特性曲线保持良好的对称性，但C-V曲线逐渐失去其对称性。MSM探测器的紫外响应曲线具有良好的对比度和选择性，出现明显的光电导增益效应。     

Ni/Au与p-GaN的比接触电阻率测量

通过采用环形传输线方法(CILM),电流-电压(I-V)曲线、表面形貌等方法,研究不同的Ni/Au厚度比和空气气氛下合金退火温度对p型氮化镓欧姆接触特性造成的影响。根据Ni/Au与p型氮化镓欧姆接触的形成机制,采用合适的Ni/Au厚度比及退火温度,得到比接触电阻率(ρc)为1.09×10-5Ω.cm2的Ni/Au-p-GaN电极,并分析了Ni在退火过程中对形成良好的欧姆接触中所起到的作用。     

Ti/Al/Ni/Au金属体系在N-polar GaN上的欧姆接触特性

利用金属有机化合物化学气相淀积(MOCVD)在SiC衬底上外延生长了N-polar GaN材料,采用传输线模型(TLM)分析了Ti/Al/Ni/Au金属体系在N-polar GaN上的欧姆接触特性.结果表明,Ti/Al/Ni/Au (20/60/10/50 nm)在N-polar GaN上可形成比接触电阻率为2.2×10-3Ω·cm2的非合金欧姆接触,当退火温度升至200℃,比接触电阻率降为1.44×10-3 Ω·cm2,随着退火温度的进一步上升,Ga原子外逸导致欧姆接触退化为肖特基接触.     

不同退火温度下金属/4H-SiC Schottky势垒高度的研究

采用磁控溅射的方法在4H-SiC样品上分别沉积四种金属薄膜(Ag,Cu,Ni,Cr)形成Schottky接触,研究了不同温度退火对Schottky势垒高度的影响.通过对样品的I-V测试结果的拟合,得到各金属/4H-SiC Schottky接触的势垒高度以及理想因子.在反向偏压100V下,样品的反向漏电流小于10-10A,说明样品的反向特性良好.样品经过不同温度的退火后,发现Cu、Ni与4H-SiC的势垒高度(SBH)随退火温度的升高而提高,超过某一温度,其整流特性变差;Ag、Cr的SBH在退火后降低.SBH与金属功函数呈线性关系(Cr金属除外),斜率为0.11.     

用于紫外探测器的AlGaN/GaN异质结构的Ti/Al/Ni/Au欧姆接触特性

采用Ti/Al/Ni/Au多层金属体系在Al0.27Ga0.73N/GaN异质结构上制备了欧姆接触.分别采用线性传输线方法(LTLM)和圆形传输线方法(CTLM)对其电阻率进行了测试.当Ti(10nm)/Al(100nm)/Ni(40nm)/Au(100nm)金属体系在650℃高纯N2气氛中退火30s时,测量得到的最小比接触电阻率为1.46×10-5Ω·cm2.并制备了Al0.27Ga0.73N/GaN光导型紫外探测器,通过测试发现探测器的暗电流.电压曲线呈线性分布.实验结果表明在Al0.27 Ga0.73N/GaN异质结构上获得了好的欧姆接触,能够满足制备高性能AlGaN/GaN紫外探测器的要求.     

退火温度对Au/Ti/4H-SiC肖特基接触特性的影响

采用电子束蒸发法在4H-SiC表面制备了Ti/Au肖特基电极,研究了退火温度对Au/Ti/4H-SiC肖特基接触电学特性的影响.对比分析了不同退火温度下样品的电流密度-电压(J-V)和电容-电压(C-V)特性曲线,实验结果表明退火温度为500℃时Au/Ti/4H-SiC肖特基势垒高度最大,在.J-V测试和C-V测试中分别达到0.933 eV和1.447 eV,且获得理想因子最小值为1.053,反向泄漏电流密度也实现了最小值1.97×10-8 A/cm2,击穿电压达到最大值660 V.对退火温度为500℃的Au/Ti/4H-SiC样品进行J-V变温测试.测试结果表明,随着测试温度的升高,肖特基势垒高度不断升高而理想因子不断减小,说明肖特基接触界面仍然存在缺陷或者横向不均匀性,高温下的测试进一步证明肖特基接触界面还有很大的改善空间.     

用于紫外探测器的AlGaN/GaN异质结构的Ti/Al/Ni/Au欧姆接触特性

采用Ti/Al/Ni/Au多层金属体系在Al0.27Ga0.73N/GaN异质结构上制备了欧姆接触. 分别采用线性传输线方法(LTLM)和圆形传输线方法(CTLM)对其电阻率进行了测试. 当Ti(10nm)/Al(100nm)/Ni(40nm)/Au(100nm)金属体系在650℃高纯N2气氛中退火30s时,测量得到的最小比接触电阻率为1.46E-5Ω·cm2. 并制备了Al0.27Ga0.73N/GaN光导型紫外探测器,通过测试发现探测器的暗电流-电压曲线呈线性分布. 实验结果表明在Al0.27Ga0.73N/GaN异质结构上获得了好的欧姆接触,能够满足制备高性能AlGaN/GaN紫外探测器的要求.     

二次退火对Au/Ni/Au/Ni/p-AlGaN欧姆接触组织结构的影响

在蓝宝石衬底上,利用金属-有机物化学气相沉 积(MOCVD)方法制备p-i-n结构AlGaN基体,采 用常规工艺制作台面型紫外探测器。电子束蒸发蒸镀Ni/Au/Ni/Au(20nm/20 nm)结构制备 p 电极。经空气中550℃/3min一次退火和N₂气氛中750℃/30s二次退火后得到欧姆接触。利用高分 辨透射电镜(HRTEM)和能谱(EDS)研究不同退火条件下p 电极接触的组织结构演变。结果 表明:一 次退火p电极金属层出现明显扩散,但仍维持初始的分层状态,金属/半导体接触界面产生 厚约4nm 的非晶层;二次退火后,金属电极分层现象和界面非晶层消失。金/半界面结构表现为半共 格关系,界面结 构有序性提高。Ni向外扩散,Au向内扩散,Ga扩散至金属电极,造成界面附近金属层富 集Au、Ga元素,导致p电极欧姆接触的形成。     

磷化铟基高电子迁移率晶体管欧姆接触工艺

针对磷化铟(InP)基高电子迁移率晶体管(HEMT),进行了Ni/Ge/Au和Ni/Ge/Au/Ge/Ni/Au两种金属结构快速退火(10～40s)和长时间合金(10min)的实验.通过研究比较,得到了更适用于InP基HEMT器件制作的合金方法.利用Ni/Ge/Au/Ge/Ni/Au结构,在270℃下合金10min形成了典型值0.068Ω·mm的接触电阻.     

磷化铟基高电子迁移率晶体管欧姆接触工艺

针对磷化铟(InP)基高电子迁移率晶体管(HEMT),进行了Ni/Ge/Au和Ni/Ge/Au/Ge/Ni/Au两种金属结构快速退火(10～40s)和长时间合金(10min)的实验.通过研究比较,得到了更适用于InP基HEMT器件制作的合金方法.利用Ni/Ge/Au/Ge/Ni/Au结构,在270℃下合金10min形成了典型值0.068Ω·mm的接触电阻.     

AlGaN/GaN异质结构的欧姆接触

通过改变Ti/Al的结构及退火条件,研究了AlGaN/GaN异质结构上Ti/Al/Ni/Au金属体系所形成的欧姆接触.结果表明,Ti/Al/Ni/Au金属厚度分别为20,120,55和45nm,退火条件为高纯N2气氛中850℃、30s时在AlGaN/GaN异质结构上获得了良好的欧姆接触,其比接触电阻率为3.30×10-6Ω·cm2.SEM分析表明该条件下的欧姆接触具有良好的表面形貌,可以很好地满足高性能AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制造的要求.     

AlGaN/GaN异质结构的欧姆接触

通过改变Ti/Al的结构及退火条件,研究了AlGaN/GaN异质结构上Ti/Al/Ni/Au金属体系所形成的欧姆接触.结果表明,Ti/Al/Ni/Au金属厚度分别为20,120,55和45nm,退火条件为高纯N2气氛中850℃、30s时在AlGaN/GaN异质结构上获得了良好的欧姆接触,其比接触电阻率为3.30×10-6Ω·cm2.SEM分析表明该条件下的欧姆接触具有良好的表面形貌,可以很好地满足高性能AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制造的要求.     

退火参数对p型GaAs欧姆接触性能的影响

采用磁控溅射的方法在p型GaAs衬底上沉积了Ti/Pt/Au金属薄膜,研究了退火工艺参数(温度和时间)对p-GaAs/Ti/Pt/Au欧姆接触性能的影响。结果表明:p-GaAs上制作的Ti/Pt/Au金属系统能在很短的退火时间(60 s)内形成很好的欧姆接触。过分延长退火时间,并不能改善系统的欧姆接触性能。退火温度在400~450℃时均可得到较好的欧姆接触。当退火温度为420℃,退火时间为120 s时,比接触电阻率达到最低,为1.41×10–6.cm2。     

退火参数对p型GaAs欧姆接触性能的影响

采用磁控溅射的方法在p型GaAs衬底上沉积了Ti/Pt/Au金属薄膜,研究了退火工艺参数(温度和时间)对p-GaAs/Ti/Pt/Au欧姆接触性能的影响。结果表明:p-GaAs上制作的Ti/Pt/Au金属系统能在很短的退火时间(60 s)内形成很好的欧姆接触。过分延长退火时间,并不能改善系统的欧姆接触性能。退火温度在400~450℃时均可得到较好的欧姆接触。当退火温度为420℃,退火时间为120 s时,比接触电阻率达到最低,为1.41×10–6.cm2。     

SiC肖特基紫外光电探测器的研制

采用微电子平面工艺,用宽禁带半导体n-4H-SiC和金属Au(或Ni)形成肖特基接触,Ti、Ni、Ag合金在背底作欧姆接触,制备出Au/n-4H-SiC和Ni/n-4H-SiC肖特基紫外光电探测器.测试分析了这两种器件的光谱响应特性及其I-V特性.其光谱响应范围均是200～400 nm,室温无偏压下,Au/n-4H-SiC的光谱响应峰值在310 nm,光谱响应半宽是73 nm,室温7 V偏压下光谱响应峰值86.72 mA/W,量子效率可达37.15%,Ni/n-4H-SiC相应的参数分别为300 nm、83 nm、45.84 mA/W及18.98%.Au/n-4H-SiC室温下正向开启电压0.81 V,Ni/n-4H-SiC是0.52 V,两者反向击穿电压均大于200 V,反向漏电流小于1×10-10 A.     

垂直结构GaN基LED用Ni/Ag反射镜电极

Ni/Ag/Ti/Au金属系反射镜电极广泛用于GaN基垂直结构发光二极管(LED)的传统制造工艺.这种电极需要进行高温长时间整体退火才能获得高质量的欧姆接触,但对电极的反射率和器件性能影响较大.介绍了一种新工艺方法,该方法将电极分解为接触层和反射层,降低反射层经历的退火温度和时间,获得了拥有良好的欧姆接触特性和高反射率的反射镜电极,解决了传统电极光学性能和电学性能相互制约的问题.首先生长极薄的Ni/Ag作为接触层,对接触层进行高温长时间退火后再生长厚层Ag作为反射层,之后再进行一次低温退火.使得对反射起主要作用的反射层免于高温长时间退火,相较于传统Ni/Ag/Ti/Au电极,该方法在获得更优良的欧姆接触的同时,提升了电极的反射率.在氧气氛围下进行500℃接触层退火3 min,400℃整体退火1 min后,电极的比接触电阻率为1.7×l0-3Ω·cm2,同时在450 nm处反射率为93％.     

AlGaN紫外探测器p电极的Ni/Au/Ni/Au欧姆接触结构研究

研究了AlGaN半导体p电极的Ni/Au/Ni/Au接触结构的性能和组织结构。退火 前,p电极接触具有明显的整流特性。经空气中550℃/3 min一 次退火和N2气氛中750℃/30 s二 次退火后,电极呈现出了良好的欧姆接触。采用扫描电镜(Scanning Electron Microscope, SEM)、透射 电镜(Transmission Electron Microscope, TEM)、能量分散谱仪(Energy Dispersive Spectrometer, EDS)和X射 线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)观察了电极退火后金--半界面微结构的演化过程。结果表明,完全退火后的p电极 界面及金属层出现了明显的互扩散和界面反应现象;金--半界面上形成了存在良好共格/半共格关系的外延结 构。初始沉积的金属电极分层现象消失,形成了单一的电极结构。Ni向外扩散并与O发生反应,Au扩散至p-GaN 表面。在金-半接触界面上,Ga扩散至金属电极,造成界面附近的金属层中富集Au和Ga元素;Au和Ni明显扩散 至半导体表层,在金-半界面附近形成了Au、Ga和Ni富集现象。这些现象应该对于降低势垒高度和形成欧姆接触具有重要作 用。