低温退火制备Ti/4H-SiC欧姆接触

实现SiC器件欧姆接触常规工艺需要800～1200℃的高温退火.研究了n型4H-SiC低温制备Ti欧姆电极的工艺及其基本电学特性.通过氢等离子体处理4H-SiC的表面,沉积Ti后可直接形成欧姆接触,室温下比接触电阻率ρc为2.25×10-3 Ω·m2(ρc由圆形传输线模型CTLM测得),随着合金温度的升高,其欧姆特性逐渐增强,400℃合金后获得最低的比接触电阻率ρc为2.07×10-4 Ω·m2.采用X射线衍射(XRD)确定金属/n-SiC界面反应时形成的相,以分析电学性质与微观结构间的联系.最后讨论了低温欧姆接触的形成机制.     

测量计算金属-半导体接触电阻率的方法

如何测量、计算得到精确接触电阻值已凸显重要.介绍了多种测量计算金属-半导体欧姆接触电阻率的模型和方法,如矩形传输线模型、圆点传输线模型、多圆环传输线模型等,对各方法的利弊进行了讨论,并结合最新的研究进展进行了评述和归纳.综合多种因素考虑,认为圆点传输线模型是一种较好的测量金属半导体接触电阻率的方法.     

退火对Ni/3C-SiC欧姆接触的影响

采用溅射法在液相外延 3 C-Si C上制备 Ni电极 ,并利用圆形传输线法研究了退火温度对欧姆接触特性的影响 ,实验表明对于 Ni/n-Si C金半接触 ,经过 80 0～ 1 0 0 0°C高温退火 5分钟后 ,肖特基整流特性退化为欧姆接触 ,表现出良好的欧姆接触特性 ,且随退火温度的提高 ,接触电阻进一步下降 ,1 0 0 0°C退火后 ,可获得最低的接触电阻为 5 .0× 1 0 - 5Ω· cm2。     

低p-GaN欧姆接触电阻的研究

利用低压MOCVD系统,获得了p-GaN和p-InGaN/GaN超晶格结构2种材料,用圆形传输线模型(CTLM)测量了它们的比接触电阻率,并对表面处理、金属沉积和合金化处理的工艺条件进行了优化,得到了550℃、O2氛围下合金30 min的最佳条件,获得最低的比接触电阻率为1.99×10-4 Ω·cm2.     

CTLM测量金属/半导体欧姆接触电阻率

系统地介绍了用圆形传输线模型（ Ｃ Ｔ Ｌ Ｍ） 测量金属／ 半导体欧姆接触电阻率的基本原理。以 Ａｌ／ Ｓｉ 接触为例研究了不同掺杂浓度和不同温度退火对接触特性和接触电阻率ρ Ｃ 的影响。测量得到 Ａｌ／ Ｓｉ 欧姆接触电阻率的最小值约为２ ．４ ×１０ － ５ Ω·ｃｍ ２ 。     

PECVD法淀积TiSi_2薄膜性质及应用研究

利用平板电容耦合式PECVD设备淀积TiSi_2薄膜,经800℃,30分钟的扩散炉退火,TiSi_x形成稳定的TiSi_2.用俄歇电子能谱和X射线衍射来监测硅化物的形成.用扫描电子显微镜观察了TiSi_2薄膜的等离子刻蚀情况.分别采用I—V法和C—V法测量了TiSi_2/Si接触的肖特基势垒高度.利用圆形传输线模型外推法求得了TiSi_2/Si引的接触电阻率,这比同样条件下Al/Si的接触电阻率低一个数量级以上.     

P型GaN欧姆接触的比接触电阻率测量

采用多种传输线模型方法,测量了p型GaN上的欧姆接触的比接触电阻率.通过比较和分析不同测量方法所得的结果之间的差异,得出了一个准确、可靠测量p型GaN上的欧姆接触的比接触电阻率的方法--圆点传输线模型方法.利用该方法优化了p型GaN上欧姆接触的退火温度,在氧气气氛中650℃退火后获得了最优的欧姆接触,其比接触电阻率为5.12×10-4Ω·cm2.     

金属—半导体系统的接触电阻

本文报导了一种分析接触形状和接触面积等非本征参量对金属-半导体系统中接触电阻影响的一种新方法。这种方法包括早期用于矩形和圆形接触中由传输线模型所确立的接触理论。在本文中,此理论也推广到环形接触上。由于它与测量结果良好地吻合,更证实了这种方法在半导体器件制造工艺中,对设计接触形状和面积上的适用性。对各种接触形状和面积也作了研究,并将其总接触电阻互相作了比较。表明了细长条的接触具有最小的接触电阻。     

p型GaAs欧姆接触性能研究

为了研究半导体光电器件p-GaAs欧姆接触的特性,利用磁控溅射在p-GaAs上生长Ti厚度在10~50 nm范围、Pt厚度在30~60 nm范围的Ti/Pt/200 nm Au电极结构。利用传输线模型测量了具有不同的Ti、Pt厚度的Ti/Pt/200 nm Au电极结构接触电阻率,研究了退火参数对欧姆接触性能的影响,同时分析了过高温度导致电极金属从边缘向内部皱缩的机理。结果表明,Ti厚度为30 nm左右时接触电阻率最低,接触电阻率随着Pt厚度的增加而增加;欧姆接触质量对退火温度更敏感,退火温度达到510 ℃时电极金属从边缘向内部皱缩。采用40 nm Ti/40 nm Pt/200 nm Au作为半导体光电器件p-GaAs电极结构,合金条件为420 ℃,30 s可以形成更好的欧姆接触。     

p型GaN的Ni/Au合金电极的I-V特性

运用传输线方法(TLM)测量了p型GaN合金后的Ni/Au电极的接触电阻率和电流-电压(I-V)关系,推导了合金的Ni/Au电极和p型GaN接触处的电流密度与电压(J-V)的关系.在考虑热发射机制和镜像力的基础上,通过对p型GaN的Ni/Au合金电极的I-V特性分析,进一步得出势垒高Φb=0.41eV,受主浓度Na=4×1019cm-3,能带弯曲Vi=0.26V,和EF-Ev:0.15eV.这些结果与理论值和其他实验结果符合得很好.     

p型GaN的Ni/Au合金电极的I-V特性

运用传输线方法(TLM)测量了p型GaN合金后的Ni/Au电极的接触电阻率和电流-电压(I-V)关系,推导了合金的Ni/Au电极和p型GaN接触处的电流密度与电压(J-V)的关系.在考虑热发射机制和镜像力的基础上,通过对p型GaN的Ni/Au合金电极的I-V特性分析,进一步得出势垒高Φb=0.41eV,受主浓度Na=4×1019cm-3,能带弯曲Vi=0.26V,和EF-Ev:0.15eV.这些结果与理论值和其他实验结果符合得很好.     

TiC/n型4H-SiC欧姆接触的低温退火研究

利用电子回旋共振(ECR)氢等离子体处理n型4H-SiC(0.5～1.5×1019cm-3)表面,采用溅射法制备碳化钛(TiC)电极,并在低温(<800℃)条件下退火。直线传输线模型(TLM)测试结果表明,TiC电极无需退火即可与SiC形成欧姆接触,采用ECR氢等离子体处理能明显降低比接触电阻,并在600℃退火时获得了最小的比接触电阻2.45×10-6Ω.cm2;当退火温度超过600℃时,欧姆接触性能开始退化,但是比接触电阻仍然低于未经氢等离子体处理的样品,说明ECR氢等离子体处理对防止高温欧姆接触性能劣化仍有明显的效果。利用X射线衍射(XRD)分析了不同退火温度下TiC/SiC界面的物相组成,揭示了电学特性与微观结构的关系。     

判断金属/薄层半导体欧姆接触质量的一个新方法

提出了一个判断金属／薄层半导体欧姆接触质量的新方法－－环内圆形传输线模型外的支,样品制备简单,无需台面绝缘,测试局域在很小的圆环内无需考虑圆环外的任何边界影响,由于结构的对称性,消除了侧向电流聚集效应,通过测试值的直线拟合消除了部分偶然误差,提高了精度。     

利用传输线模型的载流子倍增寄存器的频率特性研究

介绍了一种电荷载流子倍增寄存器(CCM)电极问隙的传输线模型,通过求解其波动方程得到了电荷载流子倍增寄存器电极间隙的电势分布及电场分布.模拟分析表明:电荷载流子倍增寄存器电极间隙的电势分布是与电荷载流子倍增寄存器工作频率相关的函数.电势分布沿信号电荷密度流方向衰减且电荷载流子倍增寄存器工作频率越高,电势衰减越快.电荷栽...     

场线耦合问题研究现状及其发展综述

传输线系统与电磁场的耦合研究是电力和电子系统电磁脉冲效应研究的重要组成部分.对传输线系统与电磁场耦合问题的国内外研究现状进行了总结分析,介绍了常用的研究理论和模型,对传输线模型的应用进行了系统的总结分析,梳理了传输线模型与电磁拓扑理论相结合的研究成果,总结了传输线电磁耦合的算法及软件建模成果,归纳了传输线模型的局限性及其改进研究.最后分析得出了传输线系统与电磁场耦合研究中存在的不足与未解决理论问题.可为相关问题的研究提供一定参考和借鉴.     

应用于40Gb/s高速热沉的匹配电阻研究

针对40Gb/s高速过渡热沉阻抗匹配的要求,对基于Ta2N薄膜的匹配电阻制作工艺进行了系统研究.根据过渡热沉的等效电路模型,分析了Ta2N薄膜电阻与传输线电极间接触电阻对高频反射特性的影响,并通过理论仿真确定了热沉匹配电阻的容差范围.利用磁控反应溅射技术,制作出特性稳定、方阻可调的Ta2N电阻薄膜.通过优化高温退火条件,将电阻薄膜与金属电极间的比接触电阻率降至10-6Ω.cm2量级.在此基础上,制作出了性能良好稳定、可应用于40Gb/s光电子器件封装的高速过渡热沉.     

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.     

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.     

p型GaN欧姆接触的比接触电阻率测量

采用多种传输线模型方法，测量了p型GaN上的欧姆接触的比接触电阻率．通过比较和分析不同测量方法所得的结果之间的差异，得出了一个准确、可靠测量p型GaN上的欧姆接触的比接触电阻率的方法——圆点传输线模型方法．利用该方法优化了p型GaN上欧姆接触的退火温度，在氧气气氛中650℃退火后获得了最优的欧姆接触，其比接触电阻率为5.12e－4Ω·cm2．     

非故意掺杂GaN上Ti/Al/Ni/Au欧姆接触研究

基于圆形传输线模型,研究了背景载流子浓度为71016cm3的非故意掺杂GaN与Ti/Al/Ni/Au多层金属之间欧姆接触的形成。样品在N2气氛中,分别经过温度450,550,700,800,900℃的1 min快速热退火处理后发现,当退火温度高于700℃欧姆接触开始形成,随着温度升高欧姆接触电阻持续下降,在900℃时获得了最低比接触电阻6.6106O·cm2。研究表明,要获得低的欧姆接触电阻,需要Al与Ti发生充分固相反应,并穿透Ti层到达GaN表面;同时,GaN中N外扩散到金属中,在GaN表面产生N空位起施主作用,可提高界面掺杂浓度,从而有助于电子隧穿界面而形成良好欧姆接触。