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p型GaN欧姆接触的比接触电阻率测量

Journal of Semiconductors 2005年第5期26卷 965-969页

作者：薛松韩彦军吴震罗毅清华大学电子工程系集成光电子国家重点实验室北京100084

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Ga... 详细信息

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.

关键词： p型氮化镓比接触电阻率传输线模型圆形传输线模型

金属/p-GaAs界面态对接触电阻作用机理的研究

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光电子．激光 2023年第4期34卷 358-363页

作者：张琛辉李冲王智勇李巍泽李占杰杨帅北京工业大学材料与制造学部先进半导体光电技术研究所北京100124 北京工业大学信息学部光电子技术省部共建教育部重点实验室北京100124

本文针对大功率垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser, VCSEL)阵列热阻大、出光不均匀的问题,研究p-GaAs层欧姆接触电阻值的作用机理,降低欧姆接触串联电阻的方法,以提高VCSEL阵列出射光功率的均匀性。基于3种常... 详细信息

本文针对大功率垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser, VCSEL)阵列热阻大、出光不均匀的问题,研究p-GaAs层欧姆接触电阻值的作用机理,降低欧姆接触串联电阻的方法,以提高VCSEL阵列出射光功率的均匀性。基于3种常用欧姆接触金属Ti/Au、Ni/Au、Ti/Al/Ti/Au,研究各层金属厚度和金属组合对与p型欧姆接触电阻的作用规律;结合等离子体表面处理工艺,改变金属/p-GaAs界面态,研究界面态对欧姆接触电阻的影响规律。实验对比分析得到金属Ti/Au结构电极欧姆接触的比接触电阻率最低,为3.25×10^(-4)Ω·cm^(2);基于金半接触势垒模型,通过表面等离子体处理,界面势垒可降低12.6%(0.269 2 eV降至0.235 3 eV),等离子体轰击功率可调控金半界面的势垒和态密度。

关键词：垂直腔面发射激光器(VCSEL) 欧姆接触比接触电阻率等离子体表面处理势垒

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n型GaAs欧姆接触电极制备工艺

人工晶体学报 2022年第4期51卷 606-610页

作者：左芬翟章印淮阴师范学院物理系淮安223300

目前,n型GaAs欧姆接触电极的制备方法以蒸镀法为主,然而该方法具有设备价格高、浪费电极材料的缺点。本文采用离子溅射法制备了n型GaAs的欧姆接触电极AuGeNi/Au,通过优化制备过程,可获得表面光滑平整、成分均匀无偏析的电极层。400℃氩... 详细信息

目前,n型GaAs欧姆接触电极的制备方法以蒸镀法为主,然而该方法具有设备价格高、浪费电极材料的缺点。本文采用离子溅射法制备了n型GaAs的欧姆接触电极AuGeNi/Au,通过优化制备过程,可获得表面光滑平整、成分均匀无偏析的电极层。400℃氩气气氛下退火处理后,电极与GaAs之间由肖特基接触变为欧姆接触,极间电阻降为原来的1/20。退火温度在400~500℃时可得到很小的比接触电阻率(10^(-6)Ω·cm^(2)),有利于半导体器件工作稳定性的提高,降低能耗。退火温度低于400℃或高于500℃后比接触电阻率都较大,这分别与欧姆接触未形成以及Au-Ge合金的“球聚”有关。该制备方法和过程的优点为:设备成本低、流程简便、节省电极材料,具有良好的经济效益和实用价值,适合科研实验室使用。

关键词：砷化镓半导体欧姆接触金锗镍合金电极材料离子溅射比接触电阻率

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具有Cr阻挡层的GaAs欧姆接触工艺研究

中国激光 2022年第11期49卷 37-46页

作者：李博李辉李晓雪闫昊郝永芹长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室吉林长春130022

研究了金属Cr作为扩散阻挡层的GaAs欧姆接触技术,设计了Au/Cr/AuGe/Ni和Ti/Cr/Au两种欧姆接触合金系统,并对Cr阻挡层厚度与退火条件进行了优化。研究结果表明:两种合金系统均可在380~480℃退火条件下形成欧姆接触,且Au/Cr/AuGe/Ni系统在... 详细信息

研究了金属Cr作为扩散阻挡层的GaAs欧姆接触技术,设计了Au/Cr/AuGe/Ni和Ti/Cr/Au两种欧姆接触合金系统,并对Cr阻挡层厚度与退火条件进行了优化。研究结果表明:两种合金系统均可在380~480℃退火条件下形成欧姆接触,且Au/Cr/AuGe/Ni系统在420℃/60s退火条件下的比接触电阻率为2.63×10^(-6)Ω·cm^(2),相较于在相同基底上镀制的Au/Ni/AuGe/Ni合金系统比接触电阻率的最低值1.54×10^(-5)Ω·cm^(2)降低了近一个数量级,且具有更好的表面形貌;Ti/Cr/Au系统在440℃/60s退火条件下的比接触电阻率为6.99×10^(-7)Ω·cm^(2),且在420~460℃相对较宽的温度范围内均可获得低的比接触电阻率。

关键词：材料半导体器件欧姆接触扩散阻挡层合金化比接触电阻率

等离子制备BN低维材料的范德华金半接触研究

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等离子制备BN低维材料的范德华金半接触研究

作者：张瑞耕哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着集成电路工艺技术的不断发展,晶体管尺寸按照摩尔定律的迭代不断逼近原子极限。现有的Fin FET结构的沟道长度已经减小到数个原子,此类厚度低至单层分子的低维度纳米材料所构成的新器件吸引着众多研究者的关注,并且先进工艺已经推进... 详细信息

随着集成电路工艺技术的不断发展,晶体管尺寸按照摩尔定律的迭代不断逼近原子极限。现有的Fin FET结构的沟道长度已经减小到数个原子,此类厚度低至单层分子的低维度纳米材料所构成的新器件吸引着众多研究者的关注,并且先进工艺已经推进了纳米材料在半导体中的应用。此外,随着近年来人类对太空探索活动的推进,对半导体器件的工作环境、器件性能与抗辐照能力有着更高的要求,相比传统硅基半导体材料,宽禁带半导体材料的优势愈发明显。氮化硼(BN)作为宽禁带半导体材料,具备强的抗辐照能力和宽工作温度,同时低维结构有着更低的介电常数和更高的击穿电压等特性。为实现氮化硼纳米管(BNNT)材料半导体器件的实际应用,本论文实现利用等离子体退火法进行BNNT材料的制备,相比传统工艺在不需要引入金属氧化物的同时,实现了制备BNNT材料的高纯度。同时利用掺杂氧元素与PEDOT:PSS实现BNNT材料的N型掺杂与P型掺杂,并通过制备PN结的方式进行验证。此外本文建立了纳米管网络的宏观、微观以及掺杂电学模型,并通过网络掺杂沉积层实现了低比接触电阻率薄膜的制备。进而对Ni/Au体系BNNT的金半接触进行了研究,实现了不同掺杂材料与电极间的范德华接触等多种接触方式,进行了对比分析。通过上述理论推导与实验证明,最终利用P型和N型掺杂材料在±10V的电压下实现了正向电流与反向电流的比值为3.5的PN结。同时选用合适的掺杂浓度以及BNNT材料密度在沟道电流为40μA的条件下实现了比接触电阻率为3.65×10Ωcm的BNNT网络的掺杂薄膜。最终金半接触的实验结果表明,等离子体退火法制备的BNNT材料半导体亲合能满足5.2±0.1e V的范围,且BNNT网络中与Au电极的功函数(5.1e V)匹配度最优。

关键词：等离子体金属半导体接触氮化硼纳米管比接触电阻率介质阻挡放电

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半导体激光器的欧姆接触技术研究

半导体激光器的欧姆接触技术研究

作者：李博长春理工大学

学位级别：硕士

随着半导体器件的广泛运用,对器件性能也提出了更高的要求,其中提高金属与半导体之间的欧姆接触质量是提升器件性能的关键技术之一。高质量的欧姆接触通常具有以下特性:低的比接触电阻率,均匀平整的接触界面;与半导体之间的高粘附性、... 详细信息

随着半导体器件的广泛运用,对器件性能也提出了更高的要求,其中提高金属与半导体之间的欧姆接触质量是提升器件性能的关键技术之一。高质量的欧姆接触通常具有以下特性:低的比接触电阻率,均匀平整的接触界面;与半导体之间的高粘附性、好的抗氧化性,同时在高温下运行时能够保持良好的稳定性;表面金属材料向半导体内部扩散深度适宜,阻止杂质原子向外延层扩散;工艺上的易实现及好的机械性能。本文在分析GaAs基欧姆接触国内外研究现状的基础上,讨论了GaAs基欧姆接触形成机制与影响因素,围绕欧姆接触电极结构和制备工艺开展研究。首先对圆点传输线模型电极环制备工艺进行研究,接着对常规GaAs欧姆接触合金系统Au/Ni/AuGe/Ni系统和Ti/Pt/Au系统的Ni层、Ti层、Pt层厚度与合金条件进行工艺优化。通过圆点传输线模型计算得到Au/Ni/AuGe/Ni系统最低比接触电阻率为1.54×10Ω·cm,Ti/Pt/Au系统最低比接触电阻率为1.98×10Ω·cm。设计并制备了具有Cr扩散阻挡层的欧姆接触合金系统Au/Cr/AuGe/Ni系统和Ti/Cr/Au系统,并对其Cr层厚度与合金条件进行工艺优化。优化后Au/Cr/AuGe/Ni系统最低比接触电阻率达到2.63×10Ω·cm,相较于相同基底镀制的Au/Ni/AuGe/Ni合金系统比接触电阻率最低值下降接近一个数量级;优化后Ti/Cr/Au系统最低比接触电阻率为6.99×10Ω·cm,与Ti/Pt/Au系统相当。通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对退火后表面颗粒大小与粗糙度进行表征,对比分析发现具有Cr扩散阻挡层的欧姆接触合金系统具有更平整均匀的表面;通过X射线衍射(XRD)对欧姆接触合金系统退火前后组分进行分析,可以看出Cr层起到了很好的扩散阻挡作用,提高了欧姆接触性能。对优化后的常规和具有Cr扩散阻挡层的两种欧姆接触合金系统进行应用,实验制备了工作波长为1064 nm的半导体激光器,器件的阈值电流均为150m A,电阻约0.3Ω,输出功率近500 m W,但含Cr欧姆接触合金系统的器件表现了略好于常规欧姆接触合金系统器件的电光特性,特别是具有更好的表面形貌。

关键词：半导体激光器欧姆接触扩散阻挡层合金比接触电阻率

金属与半导体Ge欧姆接触制备、性质及其机理分析

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物理学报 2013年第16期62卷 344-348页

作者：严光明李成汤梦饶黄诗浩王尘卢卫芳黄巍赖虹凯陈松岩厦门大学物理学系半导体光子学研究中心厦门361005

金属与Ge材料接触时界面处存在着强烈的费米钉扎效应,尤其与n型Ge形成的欧姆接触的比接触电阻率高,是制约Si基Ge器件性能的关键因素之一.本文对比了分别采用金属Al和Ni与Si衬底上外延生长的p型Ge和n型Ge材料的接触特性.发现在相同的较... 详细信息

金属与Ge材料接触时界面处存在着强烈的费米钉扎效应,尤其与n型Ge形成的欧姆接触的比接触电阻率高,是制约Si基Ge器件性能的关键因素之一.本文对比了分别采用金属Al和Ni与Si衬底上外延生长的p型Ge和n型Ge材料的接触特性.发现在相同的较高掺杂条件下,NiGe与n型Ge可形成良好的欧姆接触,其比接触电阻率较Al接触降低了一个数量级,掺P浓度为2×1019cm-3时达到1.43×10-5·cm2.NiGe与p型Ge接触和Al接触的比接触电阻率相当,掺B浓度为4.2×1018cm-3时达到1.68×10-5·cm2.NiGe与n型Ge接触和Al电极相比较,在形成NiGe过程中,P杂质在界面处的偏析是其接触电阻率降低的主要原因.采用NiGe作为Ge的接触电极在目前是合适的选择.

关键词：金属与Ge接触性质 NiGe 比接触电阻率

具有石墨烯/铟锑氧化物复合透明电极的GaN发光二极管

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物理学报 2019年第24期68卷 301-305页

作者：郭伟玲邓杰王嘉露王乐邰建鹏北京工业大学光电子技术教育部重点实验室

近年来,石墨烯材料由于优异的光电性能获得了广泛关注,并应用于发光二极管的透明电极以取代昂贵的铟锑氧化物(indium tin oxide,ITO)透明电极,但由于石墨烯与p-GaN功函数不匹配,二者很难形成好的欧姆接触,因而造成器件电流扩展差和电压... 详细信息

近年来,石墨烯材料由于优异的光电性能获得了广泛关注,并应用于发光二极管的透明电极以取代昂贵的铟锑氧化物(indium tin oxide,ITO)透明电极,但由于石墨烯与p-GaN功函数不匹配,二者很难形成好的欧姆接触,因而造成器件电流扩展差和电压高等问题.本文将ITO薄层作为石墨烯透明电极与p-Ga N间的插入层,以改善石墨烯与p-Ga N层的欧姆接触.所制备的石墨烯透明电极的方块电阻为252.6Ω/□,石墨烯/ITO复合透明电极的方块电阻为70.1Ω/□;石墨烯透明电极与p-Ga N层的比接触电阻率为1.92×10^–2Ω·cm^2,ITO插入之后,其比接触电阻率降低为1.01×10^–4Ω·cm^2;基于石墨烯透明电极的发光二极管(light emitting diode,LED),在20 m A注入电流下,正向电压为4.84 V,而石墨烯/ITO复合透明电极LED正向电压降低至2.80 V,且光输出功率得到提高.这归因于石墨烯/ITO复合透明电极与p-Ga N界面处势垒高度的降低,进而改善了欧姆接触;另外,方块电阻的降低,使得电流扩展均匀性也得到了提高.所采用的复合透明电极减少了ITO的用量,得到了良好的欧姆接触,为LED透明电极提供了一种可行方案.

关键词：透明电极石墨烯铟锑氧化物比接触电阻率

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染料敏化太阳电池中银电极性能的研究

太阳能学报 2012年第7期33卷 1178-1181页

作者：王利军陈双宏黄阳翁坚戴松元姜年权温州大学物理与电子信息工程学院温州325035 中国科学院新型薄膜太阳电池重点实验室合肥230031

通过对比适合要求的不同银浆料制作成的银电极,测试银电极的电阻率、界面的比接触电阻率等特性参数;并通过扫描电化学显微镜观察,对界面的接触情况进行分析。结果表明以掺F的SnO2导电玻璃为基底制作银电极,其最佳烧结温度范围在510～53... 详细信息

通过对比适合要求的不同银浆料制作成的银电极,测试银电极的电阻率、界面的比接触电阻率等特性参数;并通过扫描电化学显微镜观察,对界面的接触情况进行分析。结果表明以掺F的SnO2导电玻璃为基底制作银电极,其最佳烧结温度范围在510～530℃。

关键词：染料敏化太阳电池银电极比接触电阻率