Au/p-CdZnTe欧姆接触的电学测量及界面特性分析

采用化学镀金法在高阻p-CZT(CdZnTe)晶片表面制备Au电极,并用改进的圆环传输线模型(Ring-CTLM)测量了CZT电极的接触电阻,探讨了大气气氛下退火温度对CZT电极欧姆特性的影响.实验结果表明,200℃退火可以显著改善欧姆特性,使接触电阻率ρc显著减小,采用Ring-CTLM模型测得CZT与金电极接触电阻率为0.1524Ω·cm2.通过XPS分析了CZT与Au电极接触界面的成分,发现在Au/p-CdZnTe界面处形成了CdTeO3层,该界面层可起到载流子复合中心的作用,构建的新模型很好地解释了化学镀金法在p-CdZnTe晶片表面形成欧姆接触的机理.     

Zn+注入对p-GaN/Ni/Au欧姆接触特性的影响

首次采用离子注入工艺研究金属电极和p-GaN的欧姆接触特性.Zn为Ⅱ族元素,可以提高p-GaN表面的栽流子浓度,对p-GaN/Ni/Au(5/10nm)界面处进行Zn+注入.经Zn+注入后的样品在空气氛围中快速热退火处理5min,以减少离子注入带来的晶格损伤.研究发现Zn+注入改善了p-GaN/Ni/Au的欧姆接触特性,接触电阻率ρc从10-1Ω·cm2数量级降低到10-3Ω·cm2数量级.研究了不同Zn+注入剂量(5×1015、1×1016、5×1016cm-2)对接触电阻率的影响,在注入剂量为1×1016cm-2、300℃下退火得到最优的接触电阻率为1.45×10-3Ω·cm2.用扫描电子显微镜观察了离子注入前后的表面形貌变化,探讨了接触电阻率改变的内在机制.     

p-GaN表面Ni/Au电极欧姆接触特性的Pt+注入改性研究

对p-GaN/Ni/Au(5/10nm)界面处进行Pt+注入,注入后的样品在空气中快速热退火处理5min,发现金属电极和p-GaN的欧姆接触特性得到明显的改善,接触电阻率从101-Ω·cm2数量级降低到10-3Ω·cm2数量级.通过研究在不同Pt+注入剂量(5×1015、1×1016、2×1014cm-2)和退火温度下接触电阻率的变化规律.在Pt+注入剂量为1×1016cm-2,300℃空气氛围中退火得到了最低的接触电阻率,为3.55×10-3Ω·cm2.探讨了Pt+离子注入引起欧姆接触改善的内在机制.     

CdZnTe晶体表面Au电极薄膜的制备及其欧姆接触性质

为了研究不同制备工艺对电极欧姆接触特性的影响, 分别采用真空蒸发法、溅射法及化学沉积法在CdZnTe晶片表面制备了Au薄膜电极, 通过测试样品的SEM、I-V曲线及交流阻抗谱, 研究了不同电极制备工艺及退火处理对Au薄膜电极的微观结构及欧姆接触特性的影响。结果表明化学沉积法制备的Au薄膜表面更加平整、致密, 接触势垒的高度较低, 电极欧姆接触特性最好。退火处理可以改善电极的欧姆接触特性, 100℃退火后, 化学沉积法制备的Au电极的欧姆系数由0.883提高至0.915, 势垒高度由0.492降低至0.487 eV。交流阻抗谱分析表明, 化学沉积法制备电极具有最低的接触势垒, 这与界面处晶片表面的掺杂及缺陷的变化有关。     

M/HgI2接触特性分析

利用不同的电极材料和制备方法制备了3种M/HgI2。采用热电子发射模型计算了相应的接触势垒。采用比接触电阻法、电极系数法和欧姆系数法对比了M/HgI2的欧姆接触特性。结果表明,C/HgI2、AuCl3/HgI2和Au/HgI2的接触势垒均约为0.9eV;C/HgI2和AuCl3/HgI2具有良好的欧姆特性,Au/HgI2的欧姆特性相对较差。分析认为,HgI2晶体表面费米能级的钉扎导致了相近的接触势垒。但由于电极制备工艺没有显著影响AuCl3/HgI2和C/HgI2晶体表面质量,因而具有良好的欧姆接触特性。由于溅射Au电极在制备工艺中的温度升高和真空度造成Au/HgI2晶体表面质量下降,因此其欧姆接触特性较差。     

p型金刚石薄膜欧姆接触的研究

对p型金刚石薄膜上Ti／Au结构（金刚石-Ti／Au结构）的政姆接触和界面特性进行了研究。采用微波等离子体CVD方法在Si基片上制作出掺硼的金刚石薄膜，然后在金刚石薄膜表面上蒸发Ti／Au双层金属以形成接触电极。样品经700℃下氩气氛中热处理50min，可得到线性变化的I－U特性和比接触电阻率为2×10－4Ωcm2的欧姆接触。还采用X射线衍射图谱来分析金刚石薄膜与Ti／Au的界面，结果揭示了在金刚石-Ti／Au结构中形成欧姆接触的条件与规律。     

Ti/Al/Ni/Au在N-polar GaN上的欧姆接触

N-polar GaN以其特有的材料特性和化学活性日益受到研究者关注,而N-polar GaN上欧姆接触也成为研究的热点。以Ti/Al/Ni/Au作为欧姆接触金属,分析了N-polar GaN上欧姆接触的最优退火条件,并借助剖面透射电子显微镜(TEM)和能量色散X射线能谱仪(EDX)研究了金属和N-polar GaN之间的反应生成物。结果表明,当退火温度升高到860℃时,可得到比接触电阻率ρc为1.7×10~(-5)Ω·cm~2的最优欧姆接触特性。TEM和EDX测试发现,除了生成已报道的AlN,还会在界面处产生多晶AlO_x,两者共同作用会进一步拉高势垒,从而对N-polar GaN上欧姆接触产生不利影响。     

不同沉积工艺下Au/P-CdZnTe接触界面的研究

采用超声波扫描(SAM)、俄歇电子能谱分析技术(AES)、电极粘附力测试和I-V特性测试等方法研究了化学沉积、溅射和真空蒸发三种不同沉积工艺条件下Au/p-CdZnTe接触界面的各种特性.通过实验结果可以看出,化学法沉积的Au电极能形成较好的欧姆接触特性,但其操作工艺不容易控制,电极接触层均匀性较差,在器件使用过程中,容易引起电极的退化;溅射沉积的Au电极有着较好的附着力,但对CdZnTe表面的损伤较大,欧姆接触特性较差;真空蒸发法沉积的Au电极,有着较好的欧姆接触特性,且其电极接触层也较为均匀,只是电极附着力相对较小,但可以通过合适的退火工艺进行改善.     

两步镀膜Ti/Al/Ti/Au的n型GaN欧姆接触研究

报道了一种可靠稳定且低接触电阻的n型GaN欧姆接触。首先在掺硅的n型GaN(3×1018cm-3)蒸镀Ti(30nm)/Al(500nm),然后在氮气环境530℃合金化3min,最后蒸镀Ti(100nm)/Au(1000nm)用于保护Al层不被氧化。该接触电极有良好的欧姆接触特性,比接触电阻率为8.8×10-5Ωcm2,表面平坦、稳定、易焊线,可应用于制作高性能的GaN器件.     

Ti/Al/Ni/Au与n型GaN的欧姆接触研究

通过电流 电压 (I V)特性和传输线方法 (TLM )测量研究在n型GaN上淀积Ti/Al/Ni/Au电极形成欧姆接触的机制。Ni/Au作为Ti/Al的覆盖层起了阻止Ti ,Al,Au的互扩散及抗接触层氧化的作用。在 4 0 0℃到 90 0℃范围内 ,Ti/Al/Ni/Au与n型GaN的接触电阻随温度升高先略有上升 ,到 5 0 0℃以后单调下降。而表面形貌却在合金温度高于6 0 0℃以后随温度升高逐步变差。通过两步合金法得到了n GaN上Ti/Al/Ni/Au形成的接触电阻低达 9.6 5× 1 0 - 7Ωcm2 。最后还对两步合金法形成n GaN欧姆接触的机制进行了讨论。     

ZnO上欧姆接触的研究进展

为制备高性能的ZnO基器件如UV光发射器，探测器、场效应晶体管，在ZnO上形成优良的金属电极是十分必要的。回顾了近年来ZnO上制备欧姆接触的新进展，对在n型ZnO上制备欧姆接触的Al，A1/Pt，A1/Au，Ti/Al，Ti，AU，Ti/A1/Pt/Au，Re/Ti/Au等金属化方案的性能与特点，以及影响欧姆接触电阻率和热稳定性的因素，如表面处理和退火等进行了分析与归纳。同时，对P型ZnO上难以获得低接触电阻的原因进行了讨论。文章还简要说明了ZnO上透明欧姆接触的研究现状，指出获得低阻、高导电、高透光和高热稳定性的接触是未来ZnO基光电器件的发展方向。     

表面处理对n-GaN上无合金化Ti/Al欧姆接触的作用

本文研究了表面处理对n-GaN上无合金化的Ti/Al电极起的作用,比较了(NH4)2Sx和CH3CSNH2两种不同的表面处理方法.在用CH3CSHN2/NH4OH溶液处理过的样品上制作的无合金化的Ti/Al电极,可得到较低的(4.85～5.65)×10-4Ω·cm2的接触电阻率,而且材料的发光特性也有明显提高.     

CdZnTe晶体欧姆接触电极的制备工艺研究

高阻CdZnTe晶体是X射线及γ射线探测最优秀的材料.制备CdZnTe探测器最关键的技术之一就是在CdZnTe表面制备出欧姆接触薄膜电极.关于在CdZnTe晶体表面制备接触电极用导电薄膜,大都是采用蒸发镀膜技术,膜层与CdZnTe晶体结合不很牢固.本论文主要开展了在CdZnTe晶体上欧姆接触电极的选材和制备工艺的研究.理论分析了金属与CdZnTe半导体的接触关系,根据影响因素选择Cu/Ag合金作为电极薄膜材料.利用射频磁控溅射法成功地在CdZnTe晶体上制备出Cu/Ag膜.研究发现Cu/Ag合金膜的电阻率随溅射功率的增大而增大、衬底温度的升高而降低.从理论上对这一规律进行了解释.     

利用快速热退火在n-GaAs上形成浅欧姆接触

采用超高真空电子束蒸发设备和快速热退火工艺制备GaAs／Pd／AuGe／Ag／An多层结构和测量比接触电阻车所需的传输线模型。研究了比接触电阻率与退火温度和时间关系，400～500℃之间退火的欧姆接触的比接触电阻车约为10（－6）Ωem2。接触层表面光滑、界面平整。利用俄歇电子谱（AES）、二次离子质谱（SIMS）、X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）研究了欧姆接触的微观结构和形成机理。     

真空热蒸发镀CIAS薄膜

采用真空热蒸发方法在普通玻璃基底上制备Cu In0.7Al0.3Se2(CIAS)薄膜,并对之进行450℃真空硒化退火处理。结果表明,制备的CIAS薄膜具有黄铜矿结构并且以(112)晶面优先生长。真空硒化退火后,薄膜晶体结构更完整,晶粒长大,成分分布均匀,更接近CIAS晶体的化学计量比。薄膜为P型半导体,退火后的薄膜禁带宽度减小至1.38 e V,带电粒子数下降至2.41E+17 cm-3,带电粒子迁移率增加至5.29 cm2/(N·s),电阻率升高至4.9Ω·cm。     

In掺杂对CdMnTe晶体性能的影响

采用垂直Bridgman法生长了In掺杂Cd0.3Mn0.2Te晶体（CdMnTe：In）和本征的Cd0.8Mn0.2Te晶体（CdMnTe）。X射线粉末衍射、X射线双晶摇摆曲线和位错密度测试表明，所生长晶体均为立方闪锌矿结构，半峰宽为40～80arc Sec，位错密度为100～100cm^-2，结晶质量良好．In掺杂不影响晶体的结构和结晶质量。电流．电压（I-V）测试表明，CdMnTe：In晶体的电阻率为1～3×10^9Ω·cm，与CdMnTe晶体相比上升了3个数量级．近红外光透过光谱（IR transmission）研究发现In掺杂后CdMnTe晶体红外透过率降低，在波数范围4000～1000cm^-1，CdMnTe晶体红外透过率为51．2％～56．4％，而CdMnTe：In的红外透光率为15．4％～6％。     

LNO薄膜电极的制备及其特性研究

采用水基化学溶液涂布(water basedcoating)的方法,在SiO2/Si上制备出了LaNiO3(LNO)导电金属氧化物薄膜。系统研究了退火温度、退火时间、厚度等工艺条件对LNO薄膜电学特性和结构的影响,并进一步分析了产生这些现象的原因。制备的LNO薄膜电阻率为1.77×10-3Ω·cm,且具有良好的形貌。以LNO为独立下电极,制备出了Au(Cr)/PZT/LNO/SiO2结构的铁电电容,通过其电滞回线和漏电特性的测试,可见制备的LNO薄膜可以很好地满足作为铁电电容电极的需要。     

表面处理对碳纤维基β-PbO_2电极性能的影响

对碳纤维布进行表面处理,采用电沉积法制备碳纤维基β-PbO_2电极材料,并对碳纤维基β-PbO_2电极材料的导电性能、电化学性能和耐腐蚀性能进行研究。结果表明:通过表面处理,能够显著改善碳纤维的表面粗糙度和化学活性。热空气氧化温度为400℃时,碳纤维表面的化学活性最高;热空气氧化和液相氧化双重氧化发现,碳纤维表面的化学活性进一步提高,表面的沟槽和凹坑更为明显,经此表面处理条件后制备的碳纤维电极界面电阻率最低为6.19×10^-5Ω·m,导电性能和电化学性能最好,耐腐蚀性能最强,腐蚀速率仅为1.44×10^-3g·cm^-2·h^-1,由此说明,不同表面处理条件能够极大地影响碳纤维电极材料界面结合性能,从而影响碳纤维基β-PbO_2电极材料的导电性能、电化学性能和耐腐蚀性能。     

SiC上Ti/Ni/Au多层金属的欧姆接触特性

采用Ti/Ni/Au多层金属在高掺杂n型4H-SiC外延层上制作了欧姆接触测试图形,通过传输线法(Transmission Line Method,TLM)测量得到的最小比接触电阻为1.4×10-5Ω·cm2,经500℃N2老化后接触电阻大约有一个数量级的增加并保持稳定.     

感应耦合辅助磁控溅射氧化锌薄膜在铜铟硒薄膜太阳能电池中的界面

薄膜铜铟硒太阳能电池由于前后电极间欧姆接触导致电流损耗,高阻氧化锌层可以消除因表面空洞或表面损坏造成的前后电极短路,这种作用大小取决于氧化锌薄膜表面形貌和电阻率.本论文研究了用感应耦合等离子辅助磁控溅射氧化锌薄膜在铜铟硒薄膜太阳能电池中的应用,并分析氧化锌薄膜层和铜铟硒层的界面结构特点.实验用氧化锌陶瓷靶在氧气和氩气环境下进行溅射,当溅射气压为4mTorr,射频功率300W,直流偏压30V时,制备的氧化锌具有表面形貌均匀致密,电阻率为7×108Ω·cm、透光率80%以上等特性,与吸收层铜铟硒构成良好的异质结界面.