n-GaN/Ti/Al/Ni/Au欧姆接触温度特性及微结构研究

主要对n-GaN/Ti/Al/Ni/Au欧姆接触在高温下(500℃)的特性进行了研究,发现在所测温度范围内,接触电阻率随测量温度的升高呈现出增加的趋势,接触开始退化。同时分析研究了在不同高温、不同时间范围内(24h)欧姆接触高温存储前后的变化,分析发现对于温度不高于500℃、在24h内存储温度升高,接触电阻率增加。当样品被施加500℃,24h的热应力后,其接触电阻率表现出不可恢复性增加。通过X射线衍射能谱分析了高温前后欧姆接触内部结构的变化机理,经过500℃的高温后,Ti层原子穿过Al层与Ni层原子发生固相反应。     

n-GaN/Ti/Al/Ni/Au欧姆接触温度特性及微结构研究

主要对n-GaN/Ti/Al/Ni/Au欧姆接触在高温下（500℃）的特性进行了研究，发现在所测温度范围内，接触电阻率随测量温度的升高呈现出增加的趋势，接触开始退化。同时分析研究了在不同高温、不同时间范围内（24h）欧姆接触高温存储前后的变化，分析发现对于温度不高于500℃、在24h内存储温度升高，接触电阻率增加。当样品被施加500℃，24h的热应力后，其接触电阻率表现出不可恢复性增加。通过X射线衍射能谱分析了高温前后欧姆接触内部结构的变化机理，经过500℃的高温后，Ti层原子穿过Al层与Ni层原子发生固相反应。     

日盲探测器高Al组分n-Al0.6Ga0.4N欧姆接触

研究了应用于日盲探测器的高Al组分Si掺杂n型Al0.6Ga0.4N与两层金属层Ti(20nm)/Al(100nm)之间的欧姆接触. 在制作金属电极前用煮沸王水对样片进行表面预处理,金属制作后再在N2氛围中做快速热退火处理. 使用高精度XRD测试样品表面特性,并对不同温度下的情况进行比较. 样品的比接触电阻率是用环形传输线模型通过I-V测试得到. 670℃下90s退火得到最优ρc为3.42E-4Ω·cm2. 将该处理方法应用到实际的背照式AlGaN p-i-n日盲探测器中,探测器的光谱响应度和反向特性等参数得到很大的优化.     

背入射Al0.42 Ga0.58 N/Al0.40 Ga0.60 N异质结p-i-n太阳光盲紫外探测器

在蓝宝石上用MOCVD生长的材料制备了背入射Al0.42Ga0.58N/Al0.40Ga0.60N异质结p-I-n太阳光盲紫外探测器.从器件的正向Ⅰ-Ⅴ特性曲线计算了理想因子n与串联电阻Rs分别为3和93?器件在零偏压下275nm峰值波长处的外量子效率与探测率分别为9%和4.98×1011cm·Hz1/2/W,分析表明Al0.42Ga0.58N窗口层在275nm波长处的透过率仅为15.7%,是器件外量子效率和探测率偏低的原因之一.     

日盲探测器高Al组分n-Al0.6Ga0.4N欧姆接触

研究了应用于目盲探测器的高Al组分Si掺杂n型Al0.6Ga0.4N与两层金属层Ti(20nm)/Al(100nm)之间的欧姆接触.在制作金属电极前用煮沸王水对样片进行表面预处理,会属制作后再在N2氛了围中做快速热退火处理.使用高精度XRD测试样品表面特性,并对不同温度下的情况进行比较.样品的比接触电阻率是用环形传输线模型通过Ⅰ-Ⅴ测试得到.670℃下90s退火得到最优ρc为3.42×10-4n·cm2.将该处理方法应用到实际的背照式AlGaN p-i-n日盲探测器中,探测器的光谱响应度和反向特性等参数得到很大的优化.     

背入射Al0.42Ga0.58N/Al0.40Ga0.60N 异质结 p-i-n 太阳光盲紫外探测器成

在蓝宝石上用MOCVD生长的材料制备了背入射Al0.42Ga0.58N/Al0.40Ga0.60N 异质结 p-i-n 太阳光盲紫外探测器. 从器件的正向I-V特性曲线计算了理想因子n与串联电阻RS分别为3和93Ω. 器件在零偏压下275nm峰值波长处的外量子效率与探测率分别为9%和4.98e11cm·Hz1/2/W,分析表明Al0.42Ga0.58N窗口层在275nm波长处的透过率仅为15.7%,是器件外量子效率和探测率偏低的原因之一.     

AlGaN/GaN HEMT器件欧姆接触多步退火工艺的分析与优化

利用Ti/Al/Ni/Au的多步退火工艺能够在 AlGaN/GaN HEMT上制作出低接触电阻,表面形貌平整的欧姆接触。本文通过实验对多步退火工艺的机制进行了详细地分析并对多步退火工艺进行了优化。实验结果显示出调整不同的退火的时间和温度在接触电阻和表面形貌的优化中起到了至关重要的作用。取得高质量的欧姆接触的关键是通过调整退火的时间和温度以平衡金属与金属之间,金属与半导体之间的各种反应的速率。我们利用优化后多步退火工艺在未掺杂AlGaN/GaN结构上制作出了低接触电阻的欧姆接触,其比接触电阻率为3.22?10-7Ω.cm2。     

n-GaN基Ti/Al/Ni/Au的欧姆接触高温特性

研究了在高温工作环境下Ti/Al/Ni/Au(15nm/220nm/40nm/50nm)四层复合金属层与n-GaN的欧姆接触的高温工作特性.退火后样品在500℃高温下工作仍能显示出良好的欧姆接触特性;接触电阻率随测量温度的增加而增大,且增加幅度与掺杂浓度有密切关系.掺杂浓度越高,其接触电阻率随测量温度的升高而增加越缓慢;重掺杂样品的Ti/Al/Ni/Au-n-GaN欧姆接触具有更佳的高温可靠性;当样品被施加500℃,1h的热应力后,其接触电阻率表现出不可恢复性增加.     

Ti/Al/Ti/Au与AlGaN欧姆接触特性

研究了溅射 Ti/ Al/ Ti/ Au四层复合金属与 Al Ga N / Ga N的欧姆接触特性 ,并就环境温度对欧姆接触特性的影响进行了分析研究 .试验证实 :溅射的 Ti/ Al/ Ti/ Au与载流子浓度为 2 .2 4× 10 1 8cm- 3的 Al Ga N之间在室温下无需退火即可形成欧姆接触 .随快速退火温度的升高接触电阻降低 .快速退火时间 30 s已可实现该温度下最佳欧姆接触 .当工作温度不高于 30 0℃时接触电阻几乎不受温度的影响     

n-GaN表面Ti/Al/Ti/Au电极的电学特性

实验研究了淀积在GaN上的Ti/Al/Ti/Au电极的电学和热学特性,绘制了不同退火温度下的I-V曲线,得到了最低的欧姆接触电阻率(ρs=1.2×10-4 Ω·cm2),并通过X射线衍射谱分析了GaN与Ti/Al/Ti/Au电极接触表面在退火过程中的固相反应.实验结果表明,在Ti/Al表面增加Ti/Au保护层能够保证Al层在高温时不发生球化和氧化,电极更稳定可靠能够进一步提高欧姆接触特性.     

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.     

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。     

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.     

Interface annealing characterization of Ti/Al/Au ohmic contacts to p-type 4H-SiC

Ti/Al/Au ohmic contacts to p-type 4H-SiC in terms of a different annealing time and Ti composition are reported. At 1050℃, proper increase in annealing time plays a critical role in the Schottky to ohmic contact conversion. With the optimized annealing time, the contact with a high Ti content yields a lower specific contact resistivity(ρ_c) of 6.4×10^-5 Ω·cm² compared with the low-Ti contact. The annealed surface morphology and phase resultants were examined by scanning electron microscopy(SEM) and X-ray diffraction(XRD), respectively. For the better ohmic contact, element distribution and chemical states were qualitatively identified by X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) depth analysis. In particular, the presence of C and a Si-related phase was discussed and associated with the change in the surface status of the as-grown epilayer of 4H-SiC during annealing. The results reveal that the out-diffused C and Si atoms, with an approximate atomic ratio of 1:1 in the contact layer, can combine to form an amorphous Si-C state. The polycrystalline graphite instead of an unreacted C cluster in the whole alloyed structure and an extra nanosize graphite flake on the outermost surface of the annealed contact were confirmed by Raman spectroscopy.     

n-GaN 基 Ti／AI／Ni／Au的欧姆接触高温特性

研究了在高温工作环境下Ti／A1／Ni／Au（15nm／220nm／40nm／50nm）四层复合金属层与n-GaN的欧姆接触的高温工作特性，退火后样品在500℃高温下工作仍能显示出良好的欧姆接触特性；接触电阻率随测量温度的增加而增大，且增加幅度与掺杂浓度有密切关系，掺杂浓度越高，其接触电阻率随测量温度的升高而增加越缓慢；重掺杂样品的Ti／A1／Ni／Au-n-GaN欧姆接触具有更佳的高温可靠性；当样品被施加500℃，1h的热应力后，其接触电阻率表现出不可恢复性增加。     

Low-resistance Ti/Al ohmic contact on undoped ZnO

We report a low-resistance ohmic contact on undoped ZnO using a promising contact scheme of Ti/Al. Specific-contact resistivity, as low as 9.0 × 10^?7 ωcm², was obtained from the Ti (300 Å)/Al (3,000 Å) contact annealed at 300°C. It was found that TiO was produced, and the atomic ratio of Zn/O was dramatically increased after annealing at 300°C. This provides the evidence that a number of oxygen vacancies, acting as donors for electrons, were produced below the contact. This leads to the increase of electron concentration via the reduction of contact resistivity.     

快速热退火对Ti/Al-GaN接触的影响

利用伏安特性和俄歇能谱深度分布研究了快速热退火对Ti/Al-GaN接触的影响,氮气中600℃退火60s可以获得欧姆接触.实验结果表明,退火温度的升高导致N元素向表面扩散和界面反应的发生.N空位的产生形成了重掺杂的界面,有利于电流的隧穿,界面处Al,Ti,Ga,N三元系或四元系反应产物起到降低Ti/GaN接触的势垒作用.较高温度退火形成的欧姆接触是势垒高度降低和隧穿电流机制共同作用的结果     

氧等离子体表面处理对AlGaN/GaN HEMT欧姆接触的影响

采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀系统,研究了氧等离子体表面处理对AlGaN/GaN HEMT欧姆接触电阻的影响。利用能量色散X射线光谱仪、光致发光谱和原子力显微镜以及电学测试设备对处理前后样品进行表征分析。结果表明,在最佳的氧等离子体处理条件(ICP功率250 W,射频功率60 W,压强0.8 Pa,氧气流量30 cm³/min,时间5 min)下,欧姆接触电阻为0.41Ω·mm,比参照样品接触电阻降低了约69%。分析认为经过氧等离子体处理后,在近表面处产生了一定数量的N空位缺陷,这些N空位表现为浅能级施主掺杂,有利于欧姆接触的形成。通过采用氧等离子体表面处理工艺制备的AlGaN/GaN HEMT,在+2 V的栅极偏压下获得了0.77 A/mm的最大漏极饱和电流。     

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.