从金-锗-镍熔体中砷化镓的液相外延生长

为了研究Ni/An-Ge/GaAs合金接触,从Au-Ge和Au-Ge-Ni蒋体中生长了GaAs外延层。测量了GaAs在Au-Ge和Au-Ge-Ni合金中的溶解度。讨论了Au、Ge和Ni在Ni/Au-Ge/GaAs合金接触中的电学特性。基于液相外延生长实验的结果,我们提出了在n型砷化镓上用Au-Ge-Ni合金制作低的比接触电阻的欧姆接触的条件。也测量了Ni/Au-Ge/GaAs合金接触的比接触电阻。     

金属-n型GaAs界面物理特性研究

利用I-V法和C-V法对由电镀形成的,和经不同温度热处理的(Ni/n-GaAs,Ni-Pd/n-GaAs,Pd/n-GaAs)肖特基结的主要物理参数进行了测量;并应用最小二乘回归法,编排了计算机程序,通过计算获得了比较精确的有关参数;同时还用俄歇电子能谱观察了这些样品中的金属与GaAs各组分的深度分布,及其不同深度下俄歇电子谱.研究结果表明,我们所采用的工艺能获得近理想的肖特基势垒,适当温度的热处理可进一步改善肖特基二极管性能.如果热处理高于这个适当的温度范围,则导致镓和砷的外扩散,二极管的性能也就明显劣化.     

在分子束外延的Ge-GaAs上应用耐熔金属化的FET结构

<正> 一、引言无论在低噪声领域还是在大功率工作方面,都已确立了 GaAs MES FET 的地位,从而开展了许多可靠性的探讨。已报道了铝栅金属化系统的退化机理,并且提出了用耐熔金属系统作为更可靠的替代。同时,由于在以合金再生长为基础的欧姆接触中,如Au-Ge/Ni 中,存在着讨厌的缓慢互扩散,也研究了替代的金属化系统和欧姆接触工艺。例如,为了改善扩散型欧姆接触的表面均匀性和外形,Anderson 等在 GaAs 上生长外延 Ge     

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.     

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     

Au-Si与n-GaP欧姆接触的表面与界面特性

本文探讨了用Au-Si合金在n-GaP上形成欧姆接触的条件,用扫描电镜(SEM)研究了Au-Si电极表面的形貌及其随微合金温度、时间的变化情况。发现M-S接触的欧姆特性与表面微结晶状态有关。借助俄歇能谱(AES)和能量色散谱(EDAS)初步分析了Au-Si/n-GaP系统接触的界面含有Au-Ga金属间化合物以及P和Si杂质。从金属学观点解释了在微合金条件下界面反应、表面形貌的变化规律。实验结果表明,在最佳微合金条件下,Si-Ga替位扩散是获得良好欧姆接触的实质。     

用连续CO_2激光在n-InP上制备欧姆接触

利用CW-CO_2激光辐照代替热合金化,制成了良好的AuGeNi/n-InP和Au/AuGeNi/n-InP欧姆接触.由激光合金化获得的接触电阻率可与热合金化的最佳值相比.俄歇电子能谱分析表明,合金的组份得到了较好的混合,而且在界面附近形成了Ge的分布峰,因而导致良好的欧姆接触.     

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.     

N型GaAs欧姆接触中各组份对比接触电阻的影响

用类似液相外延的设备,测定了Ga与 As在450℃至 550℃间在 Au-Ge和 Au-Ge-Ni熔体中的溶解度.发现温度升高,Ga与As的溶解度增加,但由于As的逸损,在熔体中 Ga与As的比例也增大.自Au-Ge的共晶组份起,Au含量的提高和Ni的加入均使Ga和As的溶解度增加.自热力学活度角度讨论了溶解度提高的原因.测定了Au-Ge与Au-Ge-Ni(或Fe、Cr、Co)系统的比接触电阻,并结合溶解度的实验和热力学活度的计算进行了讨论.分析了各组份对欧姆接触比接触电阻的影响.     

Ge／Pt／Au,Ge／Au／Ni／Au—n型GaAs欧姆接触的对比研究

对用快速热合金方法（RTP）形成Ge/Pt/Au,Ge/Au/Ni/Au-n型GaAs欧姆接触进行了对比研究。实验结果表明，在合金形貌和欧姆接触特性兼顾的情况下，Ge/Pt/Au和Ge/Au/Ni/Au有不同的“温度－时间”窗口的接触电阻率。合金后，Auger能谱分析表明，Ge/Au/Ni/Au金属系统扩散进GaAs体内的净施主Ge浓度较高，因而接触电阻率较低。两种欧姆接触金属系统经高温存贮一定时间后，发现其接触电阻率都有所降低。     

p型GaN材料的表面物理特性

运用X射线光电子能谱(XPS)和俄歇电子能谱(AES)等表面分析手段对表面状态不同的p- Ga N样品进行了分析.在样品表面制作了Ni/ Au电极并进行了I- V特性测试.实验结果表明样品表面镓氮元素化学比(Ga/ N)的减小以及C,O杂质含量的减少可以改善电极的欧姆接触性能.     

非故意掺杂GaN上Ti/Al/Ni/Au欧姆接触研究

基于圆形传输线模型,研究了背景载流子浓度为71016cm3的非故意掺杂GaN与Ti/Al/Ni/Au多层金属之间欧姆接触的形成。样品在N2气氛中,分别经过温度450,550,700,800,900℃的1 min快速热退火处理后发现,当退火温度高于700℃欧姆接触开始形成,随着温度升高欧姆接触电阻持续下降,在900℃时获得了最低比接触电阻6.6106O·cm2。研究表明,要获得低的欧姆接触电阻,需要Al与Ti发生充分固相反应,并穿透Ti层到达GaN表面;同时,GaN中N外扩散到金属中,在GaN表面产生N空位起施主作用,可提高界面掺杂浓度,从而有助于电子隧穿界面而形成良好欧姆接触。     

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。     

p型GaN材料的表面物理特性

运用X射线光电子能谱(XPS)和俄歇电子能谱(AES)等表面分析手段对表面状态不同的p-GaN样品进行了分析.在样品表面制作了Ni/Au电极并进行了I-V特性测试.实验结果表明样品表面镓氮元素化学比(Ga/N)的减小以及C,O杂质含量的减少可以改善电极的欧姆接触性能.     

微波MESFETs中金属—GaAs相互作用及接触退化（续）

4 欧姆接触的退化 源和漏欧姆接触电阻直接影响着寄生串联电阻R_s和R_d,并由此而影响器件的特征参数如I_(dss),g_m,P_o,N_F等。 GaAs上的欧姆接触最常采用的是Au-Ge-Ni合金系统,因为它能提供高频、大功率应用所需的低接触电阻(0.1-0.5Ωmm)。 表4总结了对试验样品的Au-Ge-Ni欧姆接触进行研究得出的最新结论。接触电阻的增加归因于四种效应:(1)Au对Ga的过量吸杂作用造成Ga外扩散,在接触下产生一个电阻率较高、成份失配的多缺陷区域。在最上面的Au层和Au-Ge-Ni之间加入合适的扩散阻挡层可以减少这种影响。(2)覆盖层结构会对接触产生不利影响,这可能是由于有互扩散的原因。(3)Au和Ni的内扩散会降低接触区下面半导体的掺杂浓度。(4)热退火会使NiAs(Ge)或Ni_2GeAs晶相和GaAs之间的接触面积减小。     

Ag/Au与n-ZnO的欧姆接触特性的研究

为了更好实现ZnO材料在光电器件方面的应用,研究了Ag/Au和n-ZnO薄膜的欧姆接触。通过半导体特性分析系统测出欧姆接触的I-V特性曲线和采用挖补圆盘法测试了欧姆接触的接触电阻率,研究了退火温度对接触特性的影响。利用俄歇电子能谱(AES)研究了欧姆接触的微观结构,比较了不同的金属电极的反射特性。结果表明,Ag(50nm)/Au(100nm)和n-ZnO薄膜的欧姆接触在退火温度为500℃时最好,欧姆接触电阻率仅为5.2×10-4Ω·cm-2,且其反射特性比其它金属电极好。     

快速热退火对Au/AuBe/Au与GaP结构的影响

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)制备了GaAs基A1GaInP发光二极管(LED),其中在p-GaP上制作Au/AuBe/Au接触电极,经不同温度快速热退火后,使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和俄歇电子能谱仪(AES)对样品的欧姆接触的界面特性进行了分析和表征.使用光电测试仪对样品的电性能进行了测试.结果表明,随着退火温度的升高,各元素的扩散深度和强度增加,Au表面出现灰色片状聚合物,其主要成分为AuGa和BeO;在490～550℃时,金属层与GaP界面表层Au中含有Ga和Be元素,GaP中含有Au和Be元素;Ga元素扩散至Au层中,Au3Be相分解并形成β-AuGa,金属层物相结构转变成Au与3-AuGa两相的混合.在490～550℃时LED的正向电压保持不变.     

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.     

Ag与p型GaP欧姆接触的表面特性分析

在p型GaP表面制作Ag电极,并利用退火环境令金属和半导体的接触界面产生良好的欧姆接触。通过扫描电子显微镜(SEM)、俄歇电子能谱(AES)以及X射线光电子能谱(XPS)的表征分析与对比,研究了不同退火环境对欧姆接触表面特性的影响。结果表明:退火时间过短,获得能量自由移动的原子移动面积小,不利于提高样品表面致密性;退火温度过高,欧姆接触表面的晶粒又容易发生球聚现象,造成样品表面的粗糙程度加剧。另外,在退火过程中,发生的相互扩散、形成化合物和合金相以及氧化反应也会对欧姆接触表面特性产生影响。其中,氧化反应较其他反应更为剧烈,对比接触电阻率的影响更大。因此,适宜的退火环境和有效控制氧化反应是增强欧姆接触性能的关键。     

二次退火对Au/Ni/Au/Ni/p-AlGaN欧姆接触组织结构的影响

在蓝宝石衬底上,利用金属-有机物化学气相沉 积(MOCVD)方法制备p-i-n结构AlGaN基体,采 用常规工艺制作台面型紫外探测器。电子束蒸发蒸镀Ni/Au/Ni/Au(20nm/20 nm)结构制备 p 电极。经空气中550℃/3min一次退火和N₂气氛中750℃/30s二次退火后得到欧姆接触。利用高分 辨透射电镜(HRTEM)和能谱(EDS)研究不同退火条件下p 电极接触的组织结构演变。结果 表明:一 次退火p电极金属层出现明显扩散,但仍维持初始的分层状态,金属/半导体接触界面产生 厚约4nm 的非晶层;二次退火后,金属电极分层现象和界面非晶层消失。金/半界面结构表现为半共 格关系,界面结 构有序性提高。Ni向外扩散,Au向内扩散,Ga扩散至金属电极,造成界面附近金属层富 集Au、Ga元素,导致p电极欧姆接触的形成。