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.     

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.     

表面处理对p-GaN欧姆接触特性的影响

研究了王水溶液对p-GaN欧姆接触特性的作用.在蒸镀欧姆电极之前采用王水溶液对表面进行处理,使p-GaN的比接触电阻从8×10-3降低到2.9×10-4Ω·cm2.利用X射线光电子谱(XPS)对p-GaN表面氧含量进行分析,结果表明王水可以有效地去除p-GaN表面的氧化物,从而改善p-GaN的欧姆接触特性.     

表面处理对AlGaN欧姆接触的影响及机理

研究了溶液表面处理对AlGaN欧姆接触的影响及机理。用氟硝酸(HNO3+HF)、稀盐酸(HCl)和硫代乙酰胺(CS3CSNH2)溶液处理AlGaN表面后,Ti/Al/Ti/Au电极的比接触电阻率有显著的降低。样品表面Ga3d与O1s的X射线光电子能谱(XPS)测试结果显示:氧元素含量明显降低,表明这三种溶液可以有效地去除AlGaN表面氧化层,其中CS3CSNH2效果最佳;Ga3d峰位在表面处理后发生蓝移现象,相当于AlGaN表面处的费米能级向导带一侧移动,使电子在隧穿过程中的有效势垒高度降低。以上两个因素均对优化AlGaN/GaN欧姆接触有十分重要的意义。     

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。     

表面处理对p-GaN欧姆接触特性的影响

研究了王水溶液对p-GaN欧姆接触特性的作用.在蒸镀欧姆电极之前采用王水溶液对表面进行处理,使p-GaN的比接触电阻从8×10-3降低到2.9×10-4Ω·cm2.利用X射线光电子谱(XPS)对p-GaN表面氧含量进行分析,结果表明王水可以有效地去除p-GaN表面的氧化物,从而改善p-GaN的欧姆接触特性.     

Ag/p-GaN欧姆接触的图形化及表面处理工艺研究

研究了Ag/p-GaN欧姆接触的工艺,得到较为优化的工艺方法并应用于器件制备。分别采用直接剥离Ag、氧等离子体去底胶后剥离Ag和湿法腐蚀Ag三种工艺制备Ag图形,对比了三种工艺样品的粘附性及接触电性,发现直接剥离Ag工艺存在Ag脱落问题,去底胶后剥离Ag工艺无法形成欧姆接触,而腐蚀后退火的样品则可以实现较好的粘附和较佳电性;通过XPS分析了不同工艺对接触特性影响的机理。进一步,对比优化了Ag蒸发前表面化学处理工艺,结果表明酸性溶液处理或碱性溶液处理可以有效降低欧姆接触电阻率,酸性溶液处理略优。优化后的欧姆接触工艺可应用于可见光及深紫外LED器件制备,器件电学性能如下:在40A/cm²电流密度下,蓝色发光二极管电压为2.95V,紫外发光二极管电压为6.01V。     

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。     

退火气氛对p-GaN材料及其欧姆接触性能的影响

利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)制备了Mg掺杂的p-GaN外延材料,并在不同气氛下对其进行退火,系统研究了不同退火气氛对p-GaN材料性质及欧姆接触性能的影响.利用X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)谱和原子力显微镜(AFM)对样品进行测试和表征.结果表明,不同气氛退火均能降低p-GaN材料的XRD半高宽,改善其晶体质量,并提高其迁移率;此外,相较于纯N2和纯O2,空气气氛退火的p-GaN材料的空穴浓度最高,欧姆接触性能最优,其比接触电阻率可低至4.49×10-4 Ω·cm2.分析认为:空气气氛退火减少了p-GaN中的氮空位,降低了自补偿效应;空气中的O2与H结合,抑制了H的钝化效应,提高了Mg的激活率,进而改善了p-GaN材料的欧姆接触特性.     

p-GaN与ITO欧姆接触的研究

针对GaN基发光二极管中p-GaN与透明导电薄膜ITO之间的接触进行研究,尝试找出透明导电层ITO的优化制程条件。将在不同氧流量、ITO厚度及退火温度下制备的透明电极ITO薄膜应用于GaN基发光二极管,来增加电流扩展,减小ITO与p-GaN欧姆接触电阻,降低LED工作电压及提高透过率、增强LED发光亮度。将ITO薄膜应用于218μm×363μm GaN基发光二极管LED,分析其在20 mA工作电流条件下正向电压和光输出功率的变化,在优化条件下制得的蓝光LED在直流电流20 mA下的正向电压3.23 V,光输出效率为23.25 mW。     

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．     

p-InGaN与Ni/Au的欧姆接触特性研究

通过对不同厚度的p-InGaN样品进行环形传输线欧姆接触实验,发现p-InGaN与Ni/Au的比接触电阻随InGaN层厚度的增大而增大,且当InGaN层的厚度小于某一特定值时,其比接触电阻低于p-GaN与Ni/Au的欧姆比接触电阻,通过分析认为这是由InGaN层的极化效应导致接触势垒降低和载流子隧穿几率增大造成的,但同时受样品表面形貌和InN本身固有的积累电子层的特性影响,当InGaN层的厚度超过这一特定值后其接触特性反而比p-GaN差。     

氧化对 GaN 基LED透明电极接触特性的影响

研究了热退火对InGaN/GaN 多量子阱LED的Ni/Au-p-GaN欧姆接触的影响.发现在空气和 N2气氛中交替地进行热退火的过程中Ni/Au接触特性显示出可逆现象. Ni/Au-p-GaN接触的串联电阻在空气中随合金化时间逐渐减小,在随后的 N2 中的热退火后会使该串联电阻增加,但在空气中再次热退火能使接触特性得到恢复.同时对Ni/Au-p-GaN 接触在空气中合金化过程中的层反转的成因进行了讨论.     

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。     

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.