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。     

Ti/Al/Ni/Au金属体系在N-polar GaN上的欧姆接触特性

利用金属有机化合物化学气相淀积(MOCVD)在SiC衬底上外延生长了N-polar GaN材料,采用传输线模型(TLM)分析了Ti/Al/Ni/Au金属体系在N-polar GaN上的欧姆接触特性.结果表明,Ti/Al/Ni/Au (20/60/10/50 nm)在N-polar GaN上可形成比接触电阻率为2.2×10-3Ω·cm2的非合金欧姆接触,当退火温度升至200℃,比接触电阻率降为1.44×10-3 Ω·cm2,随着退火温度的进一步上升,Ga原子外逸导致欧姆接触退化为肖特基接触.     

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.     

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。     

n型4H-SiC同质外延层上欧姆接触的研究

介绍了n -SiC/Ti/Pt欧姆接触的制备方法及其接触特性,其中n -SiC外延层是通过化学气相淀积的方法在偏离(0001)方向7.86.的4H-SiC衬底上进行同质外延生长所得.对于n -SiC/Ti/Pt接触系统,通过合金实验得到最优的欧姆接触制备条件,得到最小的比接触电阻为2.59×10-6 Ω·cm2,满足器件性能,为各种SiC器件的实现奠定了基础.同时,该接触系统还具有很好的高温稳定性,在100 h的400℃高温存储实验后,其比接触电阻基本稳定.     

n型4H-SiC欧姆接触特性

对不同工艺条件下的NiCr/4H-SiC欧姆接触特性进行了对比研究,得到了良好欧姆接触的最佳工艺条件,为SiC MESFET器件的实现奠定了基础.文中介绍了欧姆接触的工艺流程,并通过TLM方法测量特征接触电阻率,测得NiCr/4H-SiC的最佳特征接触电阻率达到1.24×10-5Ω·cm2,能够很好地满足SiC MESFET器件的需要.     

n型4H-SiC欧姆接触特性

对不同工艺条件下的NiCr/4H-SiC欧姆接触特性进行了对比研究,得到了良好欧姆接触的最佳工艺条件,为SiC MESFET器件的实现奠定了基础.文中介绍了欧姆接触的工艺流程,并通过TLM方法测量特征接触电阻率,测得NiCr/4H-SiC的最佳特征接触电阻率达到1.24×10-5Ω·cm2,能够很好地满足SiC MESFET器件的需要.     

Co/C/4H-SiC欧姆接触特性的研究

研究了Co/4H-SiC结构的电学特性。通过直流溅射的方式在金属Co 薄膜 与SiC之间淀积了一层碳薄膜,极大地改善了欧姆特性。采用两步快速退火工艺,即500 °C 退火 10 分钟 再 1050 °C 退火 3 分钟,形成了良好的欧姆接触,接触电阻率为2.30×10-6 Ω.cm2。X射线衍射（XRD）分析表明高温退火后Co基金属接触层中的硅化物更加稳定,接触层下形成的富碳层有效地降低了电子输运的势垒高度,对欧姆接触的形成起了关键作用。通过对Au/Co/C/SiC 欧姆接触的热稳定性测试,结果表明经过500oC下20小时的热测试,掺杂浓度为2.8×1018 cm-3的 n型4H-SiC保持了良好的欧姆特性。     

多层金属-n型4H-SiC的欧姆接触

研究了热退火条件下Au/Ti/Ni-4H-SiC欧姆接触形成机制.通过950 ℃下的快速热退火形成的最低欧姆接触电阻为2.765×10-6 Ω·cm2.SIMS分析表明退火过程中NiSi化合物的形成会带来SiC内部多余C原子的溢出,并在接触面上与Ti形成间隙化合物TiC.这一过程造成接触表面存在由大量C空位形成的缺陷层从而增强了表面间接隧穿.通过界面能带结构图直观地解释了欧姆接触在热退火条件下的形成机制.     

多层金属-n型4H-SiC的欧姆接触

研究了热退火条件下Au/Ti/Ni-4H-SiC欧姆接触形成机制.通过950 ℃下的快速热退火形成的最低欧姆接触电阻为2.765×10-6 Ω·cm2.SIMS分析表明退火过程中NiSi化合物的形成会带来SiC内部多余C原子的溢出,并在接触面上与Ti形成间隙化合物TiC.这一过程造成接触表面存在由大量C空位形成的缺陷层从而增强了表面间接隧穿.通过界面能带结构图直观地解释了欧姆接触在热退火条件下的形成机制.     

金属Al与半导体Ge欧姆接触的制备和表征

基于圆形传输线模型,通过测试样品的比接 触电阻率和电流-电压(I-V)特性曲线,分析 对比了Al与Si基上外延生长的p型Ge、n型Ge和n型Si的接触特性。实验结果发现,由于金 属与Ge材料接触存在强烈的费米钉效应,导致金属与n型Ge接触有高的接触电阻,难实 现低的比接触电阻率;而Al与p型Ge在掺杂浓度为4.2×10¹⁸ cm－3时,并且经过退火,比接 触电阻率能达到4.0×10－7 Ω·cm²;Al与n型Ge和n型Si接 触电极相比,后者可形成良好的 欧姆接触,其比接触电阻率较n型Ge接触降低了1个量级,经合金化处理后的Al/n⁺Si接触 电阻率能达到5.21×10－5 Ω·cm²,达到了制作高性能Ge 光电器件的要求。     

金属-砷化镓研究

本文评述了金属-半导体接触的各种机理以及这个接触在半导体枝术中的实际应用。     

Properties of electrical contacts on bulk and epitaxial n-type ZnO

The electrical properties of several metal contacts to n-type ZnO (0001) were studied. The ZnO samples consisted of bulk single-crystal material, epitaxial layers on sapphire grown by molecular beam epitaxy (MBE), and polycrystalline thin films on sapphire obtained by pulsed laser deposition (PLD). Ohmic and rectifying contacts were observed dependent upon both the metal material and the ZnO surface. Ohmic contacts were characterized using the circular transmission line method (c-TLM), where contact resistivity was found to be in the range of 10⁻⁴−10⁻⁵ Ω-cm². Schottky behavior was observed using Ag contacts exhibiting varying leakage current and breakdown voltage dependent on the polarity of the ZnO surface.     

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。     

长波光伏碲镉汞材料上的欧姆接触

碲镉汞器件性能与材料及诸多工艺因素相关,而材料与电极间的接触性能是必须要解决的基础问题之一。利用金属In/Au在光伏长波碲镉汞材料上做了接触性能研究,通过实验获得了较理想的欧姆接触,测试后计算出In与n型和p型HgCdTe材料间的接触电阻率分别为3.25×10-4?·cm2、8.95×10-4?·cm2。     

3英寸CdTe/Si复合衬底外延技术研究

报道了采用分子束外延法,在3 in硅衬底上通过As钝化、ZnTe缓冲层生长、CdTe生长、周期性退火等工艺进行CdTe/Si复合衬底制备技术研究情况,采用光学显微镜、X射线高分辨衍射仪、原子力显微镜、红外傅里叶光谱仪和湿化学腐蚀等手段对碲化镉薄膜进行了表征,测试分析结果表明碲化镉薄膜的晶向得到了较好的控制,孪晶得到了抑制,且具有较好晶体结构质量和均匀性。     

中短波HgCdTe金属接触的退火研究

为制备良好的碲镉汞金属接触,研究了热退火处理对中短波Hg空位掺杂碲镉汞金属接触的影响。对中短波HgCdTe-Sn/Au接触及中波HgCdTe-Cr/Au接触经不同条件退火后的接触进行了测量。对于短波碲镉汞,p型HgCdTe-Sn/Au接触经95 ℃,30 min退火可降低比接触电阻2个量级,而经125 ℃,30 min退火可降低3个量级;离子注入的n型HgCdTe-Sn/Au接触则容易形成欧姆接触。对于中波碲镉汞,退火前p型HgCdTe-Sn/Au接触平均比接触电阻为10-1 Ωcm2量级,经适当条件退火可以降低3个量级;此外,Sn/Au比Cr/Au更适合作为中波HgCdTe的接触金属。因而HgCdTe金属接触可通过一定退火处理得到改善。     

Au/Ti/p型金刚石膜欧姆接触特性研究

在重掺杂硼金刚石膜上溅射沉积了Ti/Au接触 ,用CTLM测量了样品退火前后的I-V特性 ,并对大电流情况进行了讨论。就测试温度和光照强度对接触特性的影响进行了分析。定性给出了该接触的能带模型。样品接触电阻率 ρc 最低值达 1.2 3 6× 10 - 6 Ω·cm2 。     

Effect of Pt barrier on thermal stability of Ti/Al/Pt/Au in ohmic contact with Si-implanted n-type GaN layers

We report the effect of the Pt barrier on the thermal stability of Ti/Al/Pt/Au in ohmic contact with Si-implanted n-type GaN layers. Ti/Al/Au (25/100/200 nm) and Ti/Al/Pt/Au (25/100/50/200 nm) multilayers were, respectively, deposited on as-implanted and recovered Si-implanted n-type GaN samples. The associated dependence of the specific contact resistance on the annealing time at various temperatures was compared. The long-term ohmic stability of a Ti/Al/Pt/Au multilayer in contact with a Si-implanted n-type GaN layer was much better than that of the Ti/Al/Au multilayer. This superior stability is attributed to the barrier function of the Pt interlayer. The Pt/Au bilayer can also passivate the propensity of oxidation for the conventional Ti/Al bilayer in contact with n-type GaN layers at elevated temperatures.