表面处理对p-GaN欧姆接触特性的影响

研究了王水溶液对p-GaN欧姆接触特性的作用.在蒸镀欧姆电极之前采用王水溶液对表面进行处理,使p-GaN的比接触电阻从8×10-3降低到2.9×10-4Ω·cm2.利用X射线光电子谱(XPS)对p-GaN表面氧含量进行分析,结果表明王水可以有效地去除p-GaN表面的氧化物,从而改善p-GaN的欧姆接触特性.     

表面处理对p-GaN欧姆接触的影响

分别用稀盐酸、王水以及(NH4)2S溶液处理p-GaN表面,通过测试样品表面Ols的X射线光电子能谱(XPS),比较了这些溶液去除p-GaN表面氧化层的能力;在经不同溶液处理后的样品表面,以相同的条件制作Ni/Au电极,并测试其与p-GaN的比接触电阻,结果表明经稀盐酸处理后的样品表面,由于其氧含量较高,不能与Ni/Au形成良好的欧姆接触,而经王水和(NH4)2S溶液处理后的p-GaN表面,能与Ni/Au形成良好的欧姆接触;最后,通过比较样品表面的Ga/N原子浓度比,探讨了王水处理p-GaN表面能够形成良好欧姆接触的原因.     

退火气氛对p-GaN材料及其欧姆接触性能的影响

利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)制备了Mg掺杂的p-GaN外延材料,并在不同气氛下对其进行退火,系统研究了不同退火气氛对p-GaN材料性质及欧姆接触性能的影响.利用X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)谱和原子力显微镜(AFM)对样品进行测试和表征.结果表明,不同气氛退火均能降低p-GaN材料的XRD半高宽,改善其晶体质量,并提高其迁移率;此外,相较于纯N2和纯O2,空气气氛退火的p-GaN材料的空穴浓度最高,欧姆接触性能最优,其比接触电阻率可低至4.49×10-4 Ω·cm2.分析认为:空气气氛退火减少了p-GaN中的氮空位,降低了自补偿效应;空气中的O2与H结合,抑制了H的钝化效应,提高了Mg的激活率,进而改善了p-GaN材料的欧姆接触特性.     

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。     

表面处理对p-GaN欧姆接触的影响

分别用稀盐酸、王水以及(NH4)2S溶液处理p-GaN表面,通过测试样品表面Ols的X射线光电子能谱(XPS),比较了这些溶液去除p-GaN表面氧化层的能力;在经不同溶液处理后的样品表面,以相同的条件制作Ni/Au电极,并测试其与p-GaN的比接触电阻,结果表明经稀盐酸处理后的样品表面,由于其氧含量较高,不能与Ni/Au形成良好的欧姆接触,而经王水和(NH4)2S溶液处理后的p-GaN表面,能与Ni/Au形成良好的欧姆接触;最后,通过比较样品表面的Ga/N原子浓度比,探讨了王水处理p-GaN表面能够形成良好欧姆接触的原因.     

表面处理对AlGaN欧姆接触的影响及机理

研究了溶液表面处理对AlGaN欧姆接触的影响及机理。用氟硝酸(HNO3+HF)、稀盐酸(HCl)和硫代乙酰胺(CS3CSNH2)溶液处理AlGaN表面后,Ti/Al/Ti/Au电极的比接触电阻率有显著的降低。样品表面Ga3d与O1s的X射线光电子能谱(XPS)测试结果显示:氧元素含量明显降低,表明这三种溶液可以有效地去除AlGaN表面氧化层,其中CS3CSNH2效果最佳;Ga3d峰位在表面处理后发生蓝移现象,相当于AlGaN表面处的费米能级向导带一侧移动,使电子在隧穿过程中的有效势垒高度降低。以上两个因素均对优化AlGaN/GaN欧姆接触有十分重要的意义。     

Ni基电极淀积前后表面处理对p-GaN欧姆接触的影响

减少,而Au元素信号峰增强,说明表面高阻P型NiO被有效除去,对改善接触性能具有实际意义.     

具有Pt扩散阻挡层的n-GaAs欧姆接触的可靠性

针对传统n-GaAs的Au/AuGe/Ni欧姆接触合金系统的缺点,提出了添加Pt扩散阻挡层的新型欧姆接触合金系统。扫描电子显微镜(SEM)和微束分析(EDS)测试显示,添加Pt扩散阻挡层的合金系统比没有Pt扩散阻挡层的合金系统的表面更加光滑,粗糙度降低。矩形传输模型(RTLM)测试显示,添加Pt阻挡层的比接触电阻率均匀性为85%,最低比接触电阻率为4.25×10-6Ω·cm2;而未添加Pt阻挡层的比接触电阻率均匀性为12%,最低比接触电阻率为3.86×10-6Ω·cm2,表明Pt扩散阻挡层的添加能够增加n-GaAs欧姆接触的重复性和均匀性,提高器件在使用过程中的热稳定性和可靠性。     

具有Pt扩散阻挡层的n-GaAs欧姆接触的可靠性北大核心CSCD

针对传统n-GaAs的Au/AuGe/Ni欧姆接触合金系统的缺点,提出了添加Pt扩散阻挡层的新型欧姆接触合金系统。扫描电子显微镜(SEM)和微束分析(EDS)测试显示,添加Pt扩散阻挡层的合金系统比没有Pt扩散阻挡层的合金系统的表面更加光滑,粗糙度降低。矩形传输模型(RTLM)测试显示,添加Pt阻挡层的比接触电阻率均匀性为85%,最低比接触电阻率为4.25×10-6Ω·cm2;而未添加Pt阻挡层的比接触电阻率均匀性为12%,最低比接触电阻率为3.86×10-6Ω·cm2,表明Pt扩散阻挡层的添加能够增加n-GaAs欧姆接触的重复性和均匀性,提高器件在使用过程中的热稳定性和可靠性。     

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。     

Ag/p-GaN欧姆接触的图形化及表面处理工艺研究

研究了Ag/p-GaN欧姆接触的工艺,得到较为优化的工艺方法并应用于器件制备。分别采用直接剥离Ag、氧等离子体去底胶后剥离Ag和湿法腐蚀Ag三种工艺制备Ag图形,对比了三种工艺样品的粘附性及接触电性,发现直接剥离Ag工艺存在Ag脱落问题,去底胶后剥离Ag工艺无法形成欧姆接触,而腐蚀后退火的样品则可以实现较好的粘附和较佳电性;通过XPS分析了不同工艺对接触特性影响的机理。进一步,对比优化了Ag蒸发前表面化学处理工艺,结果表明酸性溶液处理或碱性溶液处理可以有效降低欧姆接触电阻率,酸性溶液处理略优。优化后的欧姆接触工艺可应用于可见光及深紫外LED器件制备,器件电学性能如下:在40A/cm²电流密度下,蓝色发光二极管电压为2.95V,紫外发光二极管电压为6.01V。     

p型GaN基器件的欧姆接触

宽带隙的GaN具有优良的物理和化学性质,己成为半导体领域研究的热点之一。p型GaN的欧姆接触问题制约了GaN基器件的进-步发展。本文首先介绍了欧姆接触的原理及评价方法,详细讨论了实现良好的p型GaN欧姆接触的主要方法是采取表面处理技术、选择合适的金属电极材料和进行热退火处理,以及研究进展情况。最后指出目前存在的问题并提出今后的研究方向。     

P型GaN欧姆接触的比接触电阻率测量

采用多种传输线模型方法,测量了p型GaN上的欧姆接触的比接触电阻率.通过比较和分析不同测量方法所得的结果之间的差异,得出了一个准确、可靠测量p型GaN上的欧姆接触的比接触电阻率的方法--圆点传输线模型方法.利用该方法优化了p型GaN上欧姆接触的退火温度,在氧气气氛中650℃退火后获得了最优的欧姆接触,其比接触电阻率为5.12×10-4Ω·cm2.     

p型GaN欧姆接触的比接触电阻率测量

采用多种传输线模型方法，测量了p型GaN上的欧姆接触的比接触电阻率．通过比较和分析不同测量方法所得的结果之间的差异，得出了一个准确、可靠测量p型GaN上的欧姆接触的比接触电阻率的方法——圆点传输线模型方法．利用该方法优化了p型GaN上欧姆接触的退火温度，在氧气气氛中650℃退火后获得了最优的欧姆接触，其比接触电阻率为5.12e－4Ω·cm2．     

p-GaN与ITO欧姆接触的研究

针对GaN基发光二极管中p-GaN与透明导电薄膜ITO之间的接触进行研究,尝试找出透明导电层ITO的优化制程条件。将在不同氧流量、ITO厚度及退火温度下制备的透明电极ITO薄膜应用于GaN基发光二极管,来增加电流扩展,减小ITO与p-GaN欧姆接触电阻,降低LED工作电压及提高透过率、增强LED发光亮度。将ITO薄膜应用于218μm×363μm GaN基发光二极管LED,分析其在20 mA工作电流条件下正向电压和光输出功率的变化,在优化条件下制得的蓝光LED在直流电流20 mA下的正向电压3.23 V,光输出效率为23.25 mW。