两步合金法制作p-GaN高反电极

利用两步合金法获得了能与p-GaN形成良好欧姆接触的高反射电极.电极的构成采用透明电极 高反射金属方案,厚的Ag层或Al层覆盖在合金后的Ni/Au上以提高电极的反射率,以Pt和Au作为覆盖层,可有效地防止Ag的氧化和团聚,短时间的热处理有助于Ag基电极反射率的提高.可靠性测试表明Ag基电极的稳定性较好,对于Al基电极,热处理后反射镜上出现暗斑,导致其反射率的下降.最终获得了波长在460nm处反射率为74%的Ag基高反射电极.     

基于Ni/Ag/Pt的P型GaN欧姆接触

提出了新型的Ni/Ag/Pt结构作为具有高光学反射率、低比接触电阻率(SCR)的p-GaN欧姆接触电极。在Ni/Ag/Pt厚度分别为3 nm/120 nm/2 nm的条件下,在500℃、O2气氛中退火3 min,获得了80%的光学反射率(460 nm处)和4.43×10-4Ω.cm2的SCR,样品的表面均方根(RMS)粗糙度约为8nm。俄歇电子能谱(AES)分析表明,Pt很好地改善了Ag基电极退火后的表面形貌,Ni、Ag对形成良好的欧姆接触起了重要的作用。     

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.     

p型GaAs欧姆接触性能研究

为了研究半导体光电器件p-GaAs欧姆接触的特性,利用磁控溅射在p-GaAs上生长Ti厚度在10~50 nm范围、Pt厚度在30~60 nm范围的Ti/Pt/200 nm Au电极结构。利用传输线模型测量了具有不同的Ti、Pt厚度的Ti/Pt/200 nm Au电极结构接触电阻率,研究了退火参数对欧姆接触性能的影响,同时分析了过高温度导致电极金属从边缘向内部皱缩的机理。结果表明,Ti厚度为30 nm左右时接触电阻率最低,接触电阻率随着Pt厚度的增加而增加;欧姆接触质量对退火温度更敏感,退火温度达到510 ℃时电极金属从边缘向内部皱缩。采用40 nm Ti/40 nm Pt/200 nm Au作为半导体光电器件p-GaAs电极结构,合金条件为420 ℃,30 s可以形成更好的欧姆接触。     

台面型InP/InGaAs PIN光伏探测器的p-InP低阻欧姆接触

研究了电子束蒸发淀积的非合金膜系Au/Pt/Ti/p-InP(2×1018cm-3)接触的物理特性,通过450℃、4 min的快速退火,获得了欧姆接触,其比接触电阻为7.3×10-5 Wcm2.接触电极退火后,采用离子溅射法淀积加厚电极Cr/Au.利用俄歇电子能谱(AES)进行深度剖面分析,表明Pt层能够相对有效地阻挡...     

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.     

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.     

退火参数对p型GaAs欧姆接触性能的影响

采用磁控溅射的方法在p型GaAs衬底上沉积了Ti/Pt/Au金属薄膜,研究了退火工艺参数(温度和时间)对p-GaAs/Ti/Pt/Au欧姆接触性能的影响。结果表明:p-GaAs上制作的Ti/Pt/Au金属系统能在很短的退火时间(60 s)内形成很好的欧姆接触。过分延长退火时间,并不能改善系统的欧姆接触性能。退火温度在400~450℃时均可得到较好的欧姆接触。当退火温度为420℃,退火时间为120 s时,比接触电阻率达到最低,为1.41×10–6.cm2。     

金属/n型AlGaN欧姆接触

用传输线模型对n型AlGaN(n-AlGaN)上Au/Pt/Al/Ti多金属层欧姆接触进行了接触电阻率的测量.在850℃退火5min后,测得欧姆接触电阻率达1.6×10-4Ω·cm2.经X射线衍射分析,Au/Pt/Al/Ti/n-AlGaN界面固相反应得出在500℃以上退火过程中,AlGaN层中N原子向外扩散,在AlGaN表面附近形成n型重掺杂层,导致欧姆接触电阻率下降;随退火温度的升高,N原子外扩散加剧,到800℃以上退火在Au/Pt/Al/Ti/n-AlGaN界面形成Ti2N相,导致欧姆接触电阻率进一步下降.     

金属/n型AlGaN欧姆接触

用传输线模型对n型AlGaN(n-AlGaN)上Au/Pt/Al/Ti多金属层欧姆接触进行了接触电阻率的测量.在850℃退火5min后,测得欧姆接触电阻率达1.6×10-4Ω·cm2.经X射线衍射分析,Au/Pt/Al/Ti/n-AlGaN界面固相反应得出在500℃以上退火过程中,AlGaN层中N原子向外扩散,在AlGaN表面附近形成n型重掺杂层,导致欧姆接触电阻率下降;随退火温度的升高,N原子外扩散加剧,到800℃以上退火在Au/Pt/Al/Ti/n-AlGaN界面形成Ti2N相,导致欧姆接触电阻率进一步下降.     

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。     

The thermal stability of ohmic contact to n-type InGaAs layer

The thermal stability of ohmic contact to n-type InGaAs layer is investigated. When Ni/Ge/Au is used as the contact metal, the characteristics of the ohmic contact are degraded after thermal treatment. The specific contact resistance of (Ni/Ge/Au)-InGaAs ohmic contact after annealing at 450°C is about 15 times larger than that of as-deposited sample. This is due to the decomposition of InGaAs and the interdiffusion of Ga and Au. A new phase of Au₄ln appears after annealing at 300°C. While in the case of Ti/Pt/Au, Au does not penetrate into the InGaAs layer as revealed by secondary ion mass spectroscopy. The specific contact resistance of (Ti/Pt/Au)-InGaAs ohmic contact after annealing at 450°C is eight times larger than that of as-deposited sample. Therefore, the thermal stability of (Ti/Pt/Au)-InGaAs ohmic contact is better than that of (Ni/Ge/Au)InGaAs ohmic contact.     

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。     

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。     

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.     

基于AlGaN/GaN HEMT的源漏整体刻蚀欧姆接触结构

研究了源漏整体刻蚀欧姆接触结构对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的欧姆接触电阻和金属电极表面形貌的影响.利用传输线模型(TLM)对样品的电学性能进行测试,使用原子力显微镜(AFM)对样品的表面形貌进行表征,通过透射电子显微镜(TEM)和X射线能谱仪(EDS)对样品的剖面微结构和界面反应进行表征与分析.实验结果显示,采用Ti/Al/Ni/Au(20 nm/120 nm/45 nm/55 nm)金属和源漏整体刻蚀欧姆接触结构,在合金温度870 c℃,升温20 s,退火50 s条件下,欧姆接触电阻最低为0.13 Ω·mm,方块电阻为363.14 Ω/□,比接触电阻率为4.54×10-7Ω·cm2,形成了良好的欧姆接触,降低了器件的导通电阻.     

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。     

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.