半導(dǎo)體氧化鎵與金屬的接觸特性研究.pdf

1、單斜結(jié)構(gòu)的氧化鎵是一種直接帶隙的寬禁帶氧化物半導(dǎo)體材料,其禁帶寬度約為4.8 eV~4.9 eV,其吸收帶邊對應(yīng)深紫外光波段,非常適合制作深紫外光學(xué)器件,同時,理論上其巴利加優(yōu)值因子(εμEb3)僅次于金剛石,將成為功率半導(dǎo)體器件研制的重要候選材料之一。由于金屬-半導(dǎo)體接觸特性是半導(dǎo)體器件研制的基礎(chǔ),為此,本論文圍繞氧化鎵半導(dǎo)體器件。首先,開展了氧化鎵與金屬的接觸特性研究,探索出了實現(xiàn)歐姆接觸的技術(shù)方法,并進(jìn)一步以氧化鎵單晶基片上的同質(zhì)

2、外延薄膜為材料基礎(chǔ),研制了以歐姆接觸特性的光電導(dǎo)紫外探測器和以肖特基接觸特性的肖特基二極管,驗證了氧化鎵與金屬接觸特性控制方法在器件中的應(yīng)用。
　　由于氧化鎵單晶價格高、供應(yīng)來源有限,本文在開展氧化鎵與金屬的接觸特性研究時,主要采用藍(lán)寶石襯底上所生長的Sn摻雜氧化鎵薄膜。為此,本論文首先采用分子束外延技術(shù)在藍(lán)寶石基片上異質(zhì)外延了摻Sn氧化鎵薄膜,采用電子束蒸發(fā)制備了Ti/Au電極,系統(tǒng)研究了退火溫度、退火時間等熱處理工藝參數(shù)對氧化

3、鎵薄膜接觸特性的影響。實驗結(jié)果表明:在N2氛圍中850℃退火30 s可以得到良好的歐姆接觸特性,比接觸電阻約為5.8×10-2Ω·cm2,基本探索出了實現(xiàn)歐姆接觸特性的技術(shù)方法,為器件研制奠定了一定基礎(chǔ)。
　　最后,本論文采用在氧化鎵單晶基片表面的同質(zhì)外延氧化鎵薄膜,研制了歐姆接觸特性的光電導(dǎo)紫外探測器和肖特基接觸特性的肖特基二極管,器件測試結(jié)果顯示:對于紫外光敏探測器而言,光譜響應(yīng)曲線的最高峰值出現(xiàn)在245 nm左右,最大光響應(yīng)