p-GaN与Ni/Pt欧姆接触的研究

本文对p-GaN与Ni/Pt形成欧姆接触及其电流传输机制进行了研究。I-V变温测试曲线是线形的,表明Ni/Pt与p-GaN之所以能形成欧姆接触,是因为Ni/Pt与p-GaN接触在空气中退火时界面处的p-GaN空穴浓度增加了,从而降低了有效势垒高度。在148K～323K范围内,单位接触电阻R_c随测试温度T的升高趋于呈指数下降,表明Ni/Pt与p-GaN欧姆接触的电流传输机制遵循热电子发射。     

基于双肖特基接触GaN薄膜特性参数测试新方法

提出了一种GaN薄膜电学参量测试新方法.该方法基于双肖特基结二极管结构,利用非对称的电极图形获取整流特性,从而省去了复杂的欧姆接触形成工艺,可方便地导出电子电导迁移率和肖特基接触理想因子等特征参数.对残留载流子浓度为7×1016 cm-3 的非故意掺杂GaN薄膜进行了试验,新方法得到Ni/Au-GaN肖特基接触的理想因子为2.8,GaN薄膜方块电阻为491Ω和电子电导迁移率为606cm2/(V·s).这些典型参数与利用欧姆接触实验和普通Ni/Au-GaN肖特基二极管测试所得结果较为吻合.该方法为半导体薄膜测试提供了新思路,可推广用于难以形成良好线性欧姆接触或材料特性受欧姆接触工艺影响较大的外延材料及其金半接触的监测研究.     

基于双肖特基接触GaN薄膜特性参数测试新方法

提出了一种GaN薄膜电学参量测试新方法.该方法基于双肖特基结二极管结构,利用非对称的电极图形获取整流特性,从而省去了复杂的欧姆接触形成工艺,可方便地导出电子电导迁移率和肖特基接触理想因子等特征参数.对残留载流子浓度为7×1016 cm-3 的非故意掺杂GaN薄膜进行了试验,新方法得到Ni/Au-GaN肖特基接触的理想因子为2.8,GaN薄膜方块电阻为491Ω和电子电导迁移率为606cm2/(V·s).这些典型参数与利用欧姆接触实验和普通Ni/Au-GaN肖特基二极管测试所得结果较为吻合.该方法为半导体薄膜测试提供了新思路,可推广用于难以形成良好线性欧姆接触或材料特性受欧姆接触工艺影响较大的外延材料及其金半接触的监测研究.     

基于AlGaN/GaN HEMT的源漏整体刻蚀欧姆接触结构

研究了源漏整体刻蚀欧姆接触结构对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的欧姆接触电阻和金属电极表面形貌的影响.利用传输线模型(TLM)对样品的电学性能进行测试,使用原子力显微镜(AFM)对样品的表面形貌进行表征,通过透射电子显微镜(TEM)和X射线能谱仪(EDS)对样品的剖面微结构和界面反应进行表征与分析.实验结果显示,采用Ti/Al/Ni/Au(20 nm/120 nm/45 nm/55 nm)金属和源漏整体刻蚀欧姆接触结构,在合金温度870 c℃,升温20 s,退火50 s条件下,欧姆接触电阻最低为0.13 Ω·mm,方块电阻为363.14 Ω/□,比接触电阻率为4.54×10-7Ω·cm2,形成了良好的欧姆接触,降低了器件的导通电阻.     

金属-半导体欧姆接触比接触电阻值的微机自动测定

本文描述了欧姆接触的测试原理和测定欧姆接触比接触电阻的微机自动测试系统,并用该系统对制备的欧姆接触进行了测量,其测量精度优1%,测试系统使用方便,操作简单,获得结果迅速、可靠,适合于半导体器件的欧姆接触工艺研究与监控中比接触电阻的测定.     

InAlAs/InGaAs/InP HEMT欧姆接触研究

应用Au/Ge/Ni系金属在InAlAs/InGaAs/InP HEMT上成功制作了良好的合金欧姆接触。采用WN和Ti双扩散阻挡层工艺优化欧姆接触,在样品上获得了最低9.01×10-8Ω.cm2的比接触电阻,对应的欧姆接触电阻为0.029Ω.mm。同时,在模拟后续工艺环境的20min250°C热处理后,器件的欧姆接触性能无显著变化,表明其具有一定的温度稳定性。     

表面处理对p-GaN欧姆接触的影响

分别用稀盐酸、王水以及(NH4)2S溶液处理p-GaN表面,通过测试样品表面Ols的X射线光电子能谱(XPS),比较了这些溶液去除p-GaN表面氧化层的能力;在经不同溶液处理后的样品表面,以相同的条件制作Ni/Au电极,并测试其与p-GaN的比接触电阻,结果表明经稀盐酸处理后的样品表面,由于其氧含量较高,不能与Ni/Au形成良好的欧姆接触,而经王水和(NH4)2S溶液处理后的p-GaN表面,能与Ni/Au形成良好的欧姆接触;最后,通过比较样品表面的Ga/N原子浓度比,探讨了王水处理p-GaN表面能够形成良好欧姆接触的原因.     

n型4H-SiC上Ni/Pt和Ti/Pt欧姆接触(英文)

研究了Ni/Pt和Ti/Pt金属在n型4H-SiC上的欧姆接触。在1 020℃退火后,Ni/Pt与n型4H-SiC欧姆接触的比接触电阻为2.2×10-6Ω·cm2。Ti/Pt与n型4H-SiC欧姆接触的比接触电阻为5.4×10-6Ω·cm2,退火温度为1 050℃。虽然Ni的功函数比Ti的功函数高,但是Ni比Ti更容易与n型4H-SiC形成欧姆接触。使用能谱分析仪(EDX)分析了Ni/Pt和Ti/Pt金属与4HSiC接触面的元素,观察到C原子相对于Pt原子的原子数分数随退火温度的变化而不同。实验验证了在n型4H-SiC中退火导致的碳空位起施主作用是有利于欧姆接触形成的主要原因。     

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。     

N型SiC的Ni基欧姆接触研究

对n型SiC的Ni基欧姆接触的机理进行了研究.通过在P型4H-SiC外延层上使用N离子注入来形成N阱,并在此基础上制作Ni/n型SiC欧姆接触的TLM结构,得到的比接触电阻约为1.7X10-4Ω·cm2.合金化的高温退火过程导致了C空位(Vc)的出现,起到了施主的作用,降低了有效肖特基势垒高度,从而形成欧姆接触.通过模拟估计了有效载流子密度的增加,结果表明,高温退火中形成的C空位对于最终欧姆接触的形成起到了重要作用,甚至超过了掺杂水平的影响.     

The thermal stability of ohmic contact to n-type InGaAs layer

The thermal stability of ohmic contact to n-type InGaAs layer is investigated. When Ni/Ge/Au is used as the contact metal, the characteristics of the ohmic contact are degraded after thermal treatment. The specific contact resistance of (Ni/Ge/Au)-InGaAs ohmic contact after annealing at 450°C is about 15 times larger than that of as-deposited sample. This is due to the decomposition of InGaAs and the interdiffusion of Ga and Au. A new phase of Au₄ln appears after annealing at 300°C. While in the case of Ti/Pt/Au, Au does not penetrate into the InGaAs layer as revealed by secondary ion mass spectroscopy. The specific contact resistance of (Ti/Pt/Au)-InGaAs ohmic contact after annealing at 450°C is eight times larger than that of as-deposited sample. Therefore, the thermal stability of (Ti/Pt/Au)-InGaAs ohmic contact is better than that of (Ni/Ge/Au)InGaAs ohmic contact.     

Ohmic contacts on selectively doped AlInAs/GaInAs heterostructures using Ni, AuGe and Au

We studied three different ohmic metals, AuGe-Ni, Ni-AuGe-Au and AuGe-Au, to find the most suitable one for use in selectively doped AlInAs/GaInAs heterostructures. In the past, AuGe-Ni has been the most commonly used metallic structure. However, AuGe-Ni shows a high contact resistance of about 0.2 Ωmm. Using Ni-AuGe-Au, we were able to obtain a low ohmic contact resistance of about 0.1 Ωmm by optimizing the thickness of the Ni layer and the alloying temperature. This resulted, however, in alloyed layers penetrating the semiconductor deeply. More acceptable results were obtained using AuGe-Au, which provided shallow alloyed layers and good surface morphology in addition to a low contact resistance of about 0.1 Ωmm in a wide range of alloying temperatures from 300 to 450°C. Thus we conclude that a simplified structure without Ni is the preferable ohmic metal for selectively doped AlInAs/GaInAs heterostructures.     

Ni层厚度对p-GaN/Ni/Au欧姆接触特性的影响

对p-GaN/Ni/Au欧姆接触特性与Ni金属层厚度之间的相关性进行了对比实验研究,利用XRD衍射结果与表面金相显微分析手段对Ni/Au双层金属电极在合金退火过程中的行为特性进行了细致探讨。分析结果表明:在Ni/Au电极结构中,由双层互扩散机制与NiO氧化反应机理决定,Ni层与Au层之间的厚度比率对p型GaN欧姆接触特性的优劣有重要影响,在Ni、Au层厚度相当时可获得最佳的p型欧姆接触。     

Ni基n型SiC材料的欧姆接触机理及模型研究

研究了Ni基n型SiC材料的欧姆接触的形成机理,认为合金化退火过程中形成的C空位(Vc)而导致的高载流子浓度层对欧姆接触的形成起了关键作用。给出了欧姆接触的能带结构图,提出比接触电阻ρC由ρC1和ρC2两部分构成。ρC1是Ni硅化物与其下在合金化退火过程中形成的高载流子浓度层间的比接触电阻,ρC2则由高载流子浓度层与原来SiC有源层之间载流子浓度差形成的势垒引入。该模型较好地解释了n型SiC欧姆接触的实验结果,并从衬底的掺杂水平、接触金属的选择、合金化退火的温度、时间、氛围等方面给出了工艺条件的改进建议。     

p型GaN上Pd/NiO/Al/Ni反射电极欧姆接触的热稳定性研究

研究了p型GaN上Pd/NiO/Al/Ni反射电极欧姆接触的比接触电阻率、热稳定性,以及光学反射率。与传统Pd/Al/Ni电极相比,Pd/NiO/Al/Ni电极的欧姆接触在氮气环境中经300℃下热处理10min后,仍保持低比接触电阻率(小于5×10-4Ω·cm2)和高反射率(大于80%@365nm)。研究获得的优化Pd/NiO层厚度为1nm/2nm,此时的Pd/NiO/Al/Ni反射电极既能形成良好的欧姆接触,拥有低比接触电阻率,又能减少对紫外光的吸收,保持高反射率。研究表明适当的NiO层厚度能够有效地防止热处理过程中上层Al金属向p-GaN表面层的渗入,对于制备高质量的Al基反射电极至关重要。     

Au/Pt/AuGe/Ni中Pt扩散阻挡层对n-GaAs欧姆接触的影响

The multi-layer metals of Ni/Au Ge/Pt/Au with a Pt diffusion barrier layer of ohmic contact to n-GaAs were studied. The surface morphology and ohmic contact resistivity of multi-layer metals were characterized, with and without the Pt diffusion barrier layer for comparison. The SEM and EDS measurements show the Pt diffusion barrier layer can block the interdiffusion of atoms in multi-layer metals, and improve the surface morphology.The TLM results show that the samples with a Pt diffusion barrier layer have uniform ohmic contact resistance,indicating that the Pt diffusion barrier layer can increase the repetition and uniformity of ohmic contact to n-GaAs,and improve the thermal stability and reliability of GaAs-based devices.     

4H-SiC欧姆接触与测试方法研究

主要针对不同金属和工艺条件下的4H-SiC欧姆接触特性进行对比研究,形成4H-SiC的优良欧姆接触的最佳条件。通过TLM方法结合四探针测量得到特征接触电阻率,测得NiCr和Ni与4H-SiC的最佳特征接触电阻率分别达到ρc=9.02×10-6Ω.cm2,ρc=2.22×10-7Ω.cm2,能够很好满足SiC器件的需要。     

大功率倒装结构GaN LED p电极研究

从接触电阻、反射率、电流扩展等方面对Ni/Au/Ag,ITO/Ag,Ag等多种倒装结构p电极金属体系进行分析比较，给出了实现倒装结构大功率GaN LED p电极的多种设计方案. 指出Ni/Au金属化体系在大功率LED应用中存在的热稳定性问题及Ru,Ir等新型金属体系实现GaN p电极接触的潜在优势.     

Ti/Al/Ni/Au在GaN N面上的欧姆接触

以Ti/Al/Ni/Au作为欧姆接触金属体系,通过电感耦合等离子体(ICP)刻蚀的预处理,在氢化物气相外延法生长的单晶氮化镓(GaN)材料的N面实现了良好的欧姆接触,其比接触电阻率为3.7×10-4 Ω·cm2.通过扫描电子显微镜、原子力显微镜、阴极荧光和光致发光谱对GaN N面的表面、光学特性进行了对比表征.结果表明:未刻蚀GaN衬底的N面表面存在一定的损伤层,导致近表面处含有大量缺陷,不利于欧姆接触的形成;而ICP刻蚀处理有效地去除了损伤层.X射线光电子能谱(XPS)分析显示刻蚀后样品的Ga 3d结合能比未刻蚀样品向高能方向移动了约0.3 eV,其肖特基势垒则相应降低,有利于欧姆接触的形成.同时对Fe掺杂半绝缘GaN的N面也进行了刻蚀处理,同样实现了良好的Ti/Al/Ni/Au欧姆接触,其比接触电阻率为0.12 Ω·cm2.     

一种在砷化镓上形成欧姆接触的新型六层金属系统

研究了在砷化镓上欧姆接触形成机理,并提出了一种新型的欧姆接触六层金属系统(Ni/Ge/Au/Ge/Ni/Au).在n型GaAs样品上实验了在380～460℃合金温度和50～120 s合金时间下形成欧姆接触,在400℃、60 s下典型的欧姆接触值为2.1x10-7Ω·cm2,同时合金后表面形貌光滑、平整.