β-Ga_2O_3欧姆接触的研究进展

近年来,随着氧化镓(Ga_2O_3)晶体生长技术取得突破性进展,氧化镓材料及器件的研究与应用成为国际上超宽禁带半导体领域的研究热点。综述了β-Ga_2O_3衬底的一些优点以及面临的挑战,重点介绍了如何实现良好的欧姆接触。围绕采用低功函数金属、表面预处理、衬底掺杂和引入中间层的方法,阐述了目前国际上金属/β-Ga_2O_3欧姆接触的最新研究进展。总结了不同实验条件下可以获得的比接触电阻,目前可以获得的最低比接触电阻是4.6×10~(-6)Ω·cm~2。最后,预测未来金属/β-Ga_2O_3欧姆接触的主要研究方向是提高欧姆接触的热稳定性。     

高电流密度金刚石肖特基势垒二极管研究

报道了一种具有高正向电流密度和高反向击穿场强的垂直型金刚石肖特基势垒二极管器件。采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)技术在高掺p~+单晶金刚石衬底上外延了一层275 nm厚的低掺p~-金刚石漂移层,并通过在样品背面和正面分别制备欧姆和肖特基接触电极完成了器件的研制。欧姆接触比接触电阻率低至1.73×10~(-5)Ω·cm~2,肖特基接触理想因子1.87,势垒高度1.08 eV。器件在正向-10 V电压时的电流密度达到了22 000 A/cm~2,比导通电阻0.45 mΩ·cm~2,整流比1×10~(10)以上。器件反向击穿电压110 V,击穿场强达到了4 MV/cm。     

不同退火温度对4H SiC 金半接触的影响

采用高真空电子束蒸发法制作了基于4H SiC外延材料的肖特基二极管,其中欧姆接触材料为Ti/Ni,肖特基接触材料为Ni。常温下,电流-电压(I-V)测试表明Ni/4H SiC肖特基二极管具有良好的整流特性,热电子发射是其主要输运机理。对比分析不同快速退火温度下器件的I-V特性,实验结果表明875 ℃退火温度下欧姆接触特性最好,400 ℃退火温度下器件肖特基接触I-V特性最好,理想因子为1.447,肖特基势垒高度为1.029 eV。     

低电阻GaN基太赫兹空气桥结构平面肖特基二极管

提出了通过增大欧姆接触电极包围角提高GaN基太赫兹肖特基二极管的截止频率的方法,该方法减小了空气桥结构平面肖特基二极管的串联电阻,进而提高了器件的截止频率.设计并制备了不同欧姆接触电极包围角的空气桥结构平面肖特基二极管,通过对器件Ⅰ-Ⅴ特性及C-V特性的测量,可知随着欧姆接触电极包围角的增大,肖特基二极管的串联电阻减小,而肖特基二极管的总电容并没有受影响.欧姆接触电极全包围结构的肖特基二极管截止频率为264 GHz,约为欧姆接触电极包围角为180°器件的1.6倍.     

大功率砷化镓场效应晶体管放大器——一种多栅结构

一种双外延层多栅极的砷化镓场效应晶体管已经研制成功,它在微波频段能够给出大功率放大。单一的多栅器件在4千兆赫下可提供800毫瓦的输出功率。这个器件是用在铬补偿的半绝缘衬底上生长硒掺杂的砷化镓外延层制造的。外延层是连续生长的。起初的一层适中地掺杂到2～4×10~(16)厘米~(-3),以便肖特基势垒栅电极能实现高压击穿。最后的一层是重掺杂,以便能做出低阻的欧姆接触。图1简略地表示出通过源-栅-漏区域的剖视图。器件制造的显著特点是用源和漏的欧姆接触作为腐蚀掩     

激光束制备砷化镓欧姆接触的实验研究

本实验使用Q开关Nd∶YAG激光器产生脉冲激光束处理n型GaAs外延片上蒸发的纯Ge膜,取得了良好的欧姆接触,特征接触电阻率最佳值可达1×10~(-6)欧·厘米~2。本文描述了这项实验研究的简单内容,并且指出以激光合金Ge膜制备n型GaAs欧姆接触的方法用于GaAs器件和集成电路制作工艺中的可能性。     

AlGaN/AlN/GaN肖特基二极管的电学性能

利用金属有机化学气相淀积(MOCVD)方法生长的AlGaN/AlN/GaN/蓝宝石材料制备了AlGaN肖特基二极管.器件的肖特基接触和欧姆接触分别为Ti/Pt和Ti/Al/Ti/Au,均采用电子束蒸发的方法沉积.AlGaN表面欧姆接触的比接触电阻率为7.48×10-4Ω/cm2,器件的I-V测试表明该AlGaN肖特基二极管具有较好的整流特性.根据器件的正向,I-V特性计算得到器件的势垒高度和理想因子分别为0.57eV和4.83.将器件在300℃中温退火,器件的电学性能有所改善.     

AlGaN/AlN/GaN肖特基二极管的电学性能

利用金属有机化学气相淀积(MOCVD)方法生长的AlGaN/AlN/GaN/蓝宝石材料制备了AlGaN肖特基二极管.器件的肖特基接触和欧姆接触分别为Ti/Pt和Ti/Al/Ti/Au,均采用电子束蒸发的方法沉积.AlGaN表面欧姆接触的比接触电阻率为7.48×10-4Ω/cm2,器件的I-V测试表明该AlGaN肖特基二极管具有较好的整流特性.根据器件的正向,I-V特性计算得到器件的势垒高度和理想因子分别为0.57eV和4.83.将器件在300℃中温退火,器件的电学性能有所改善.     

钛酸锶双功能元件电极的研究

研究了电极的烧结温度、保温时间对其性能的影响。对电极的焊接性能做了大量实验研究,指出了铜、银电极在焊接方面表现出性能差异的主要原因在于银电极与基片之间形成的是非欧姆接触,而铜电极则形成了欧姆接触。同时分析了银电极形成非欧姆接触的原因,并提出了解决办法。     

Ni，Ti/4H-SiC肖特基势垒二极管

采用本实验室生长的4H-SiC外延片,分别用高真空电子束蒸Ni和Ti做肖特基接触金属,Ni合金作欧姆接触,SiO_2绝缘环隔离减小高压电场集边效应等技术,制作出4H-SiC肖特基势垒二极管(SBD)。该器件在室温下反向击穿电压大于600 V,对应的漏电流为2.00×10~(-6)A。对实验结果分析显示,采用Ni和Ti作肖特基势垒的器件的理想因子分别为1.18和1.52,肖特基势垒高度为1.54 eV和1.00 eV。实验表明,该器件具有较好的正向整流特性。     

In0.53Ga0.47As/InP高速光电二极管材料生长及光电性能

利用低压MOCVD技术制备PIN结构的InP基InGaAs外延材料。采用分层吸收渐变电荷倍增(SAGCM)结构,通过两次Zn扩散、多层介质膜淀积、Au/Zn p型欧姆接触、Au/Ge/Ni n型欧姆接触等标准半导体平面工艺,设计制造正入射平面In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP雪崩光电二极管器件。该器件采用与InP衬底晶格匹配的In_(0.53)Ga_(0.47)As材料做吸收层,InP材料做倍增层,同时引入InGaAsP梯度层。探测器件光敏面直径50μm,器件测试结果表明该器件光响应特性正常,击穿电压约43 V,在低于击穿电压3 V左右可以得到大约10 A/W的光响应度,在0 V到小于击穿电压1 V的偏压范围内,暗电流只有1 nA左右。光电二极管在8 GHz以下有平坦的增益,适用于5 Gbit/s光通信系统。     

聚合物发光器件中输运特性的模拟分析

对聚合物发光二极管I-V特性的测量发现,被测器件内存在着类似于某些无机器件中的负阻现象和"迟滞回线”状场致漂移的伏安特性.模拟分析表明,一种反向势垒的存在及其击穿,应是引起负阻现象的原因.缺陷态的存在及其电荷填充的变化,是导致I-V特性曲线随偏压扫描方向变化的主要原因.而低场下的接触性能决定着发光二级管载流子的输运性质:若为非欧姆接触,则I-V曲线可用F-N隧穿模型来描述;若为欧姆接触,则应用陷阱电荷限制电流(TCL)模型来描述.     

新的多层电极——铝-镍-金

目前为了把铝-镍-金应用到高频晶体管中去,已尝试制做薄的铝-镍-金多层电极。结果,下列因素已经清楚,而且具有实用价值。 (1)这些电极与梁式引线型电极相比,更容易制造。它们可以容易地形成精确的图形,它们的宽度和间距是2微米。 (2)不管杂质类型如何,如果扩散的杂质表面密度不小于1×10~(20)厘米~(-3)的话,都可以得到10~(-6)欧姆·厘米~2这样低的接触电阻。 (3)即使对于浅的泡发射极(它的深度为0.2微米)也可以使形成的欧姆接触具有一个低的电阻。     

聚合物发光器件中输运特性的模拟分析

对聚合物发光二极管 I- V特性的测量发现 ,被测器件内存在着类似于某些无机器件中的负阻现象和“迟滞回线”状场致漂移的伏安特性 .模拟分析表明 ,一种反向势垒的存在及其击穿 ,应是引起负阻现象的原因 .缺陷态的存在及其电荷填充的变化 ,是导致 I- V特性曲线随偏压扫描方向变化的主要原因 .而低场下的接触性能决定着发光二级管载流子的输运性质 :若为非欧姆接触 ,则 I- V曲线可用 F- N隧穿模型来描述 ;若为欧姆接触 ,则应用陷阱电荷限制电流 (TCL)模型来描述     

毫米波磷化铟体效应二极管

南京固体器件研究所采用In/PCI_3/H_2系统气相外延生长的n~+-n-n~+InP材料,采用适用于InP的Au-Ge-Ni合金欧姆接触、化学腐蚀减薄衬底和光照刻蚀台面等工艺,制作了台式镀金热沉结构的毫米波段连续波体效应振荡二极管(见照片)。该器件有源区的掺杂浓度为7.35×10~(15)cm~(-3),厚度为2.85μm;台面直径约70μm,台面高度为15μm;管壳系无边缘同轴封装。用V波段同轴波导腔测试微波性能,得到的初     

烧银电极对SrTiO_3环形压敏电阻器性能的影响

研究了两种烧银电极对SrTiO3 环形压敏电阻器性能的影响 ,并与In Ga合金进行比较。发现两种电极与瓷体分别形成欧姆和非欧姆接触。其中非欧姆接触造成试样的压敏电压U10mA和非线性指数α增大、介电损耗tgδ下降。分析了试样的微观界面 ,认为烧银电极与瓷体之间 3 0 40 μm厚的强还原金属锌层是形成欧姆接触的关键。     

高速InP/InGaAs雪崩光电二极管

采用分层吸收渐变电荷倍增(SAGCM)结构,通过两次扩散、多层介质淀积、AuZn p型欧姆接触、AuGeNi n型欧姆接触等工艺,设计制造了正面入射平面InP/InGaAs雪崩光电二极管,器件利用InGaAs做吸收层,InP做增益层,光敏面直径50 μm;测试结果表明器件有正常的光响应特性,击穿电压32～42 V,在低于击穿电压2 V左右可以得到大约10A/W的光响应度,在0到小于击穿电压1 V的偏压范围内,暗电流只有1 nA左右;器件在2.7 GHz以下有平坦的增益.     

SiC肖特基二极管势垒不均匀分布理论与研究进展

碳化硅(SiC)半导体具有宽禁带、高临界击穿电场、高热导率等优异的性能,在高温、高频和大功率器件领域具有广阔的应用前景.SiC肖特基二极管是最早商用化的SiC器件,然而,由于决定金属接触性能的肖特基势垒无法得到有效控制,高性能的SiC欧姆接触和肖特基接触制备仍然是SiC肖特基二极管研制中的关键技术难题.基于此,首先对金...     

P型InP欧姆接触特性的研究

一、引言随着InP光电器件的发展,尤其是长波长InGaAsP/InP异质结的光源器件和探测器的进展,对P型InP(InGaAsP)材料的欧姆接触特性的研究日益令人感到兴趣。以往的工作中广泛采用Au-Zn合金作为欧姆接触材料,该合金虽能使较低受主浓度的P-InP衬底或外延层形成欧姆接触电极,但它的缺点是与衬底的粘附性差易于剥落,而且它的接触电阻率也偏高(10~(-2)～10~(-3)Ω·cm~2)。本文目的是探索对P-InP新的欧姆接触材料,实验比较了Au-Zn、Ti-Au-Zn和     

超薄势垒InAlN/GaN HFET器件高频特性分析

采用二次外延重掺杂n+ GaN实现非合金欧姆接触,并通过优化干法刻蚀和金属有机化学气相沉积(MOCVD)外延工艺,有效降低了欧姆接触电阻.将非合金欧姆接触工艺应用于InAlN/GaN异质结场效应晶体管(HFET)器件制备,器件的有效源漏间距缩小至600 nm.同时,结合40 nm T型栅工艺,制备了高电流截止频率(fT)和最大振荡频率(fmax)的InAlN/GaN HFET器件.结果显示减小欧姆接触电阻和栅长后,器件的电学特性,尤其是射频特性得到大幅提升.栅偏压为0V时,器件最大漏源饱和电流密度达到1.88 A/mm;直流峰值跨导达到681 mS/mm.根据射频小信号测试结果外推得到器件的fT和fmax同为217 GHz.