P型GaN歐姆接觸特性研究.pdf

1、GaN由于其優(yōu)越的物理性質(zhì)和在高溫高頻大功率電子器件中的應(yīng)用潛力，近年來一直得到了許多研究者的青睞。尤其是當(dāng)p-GaN材料生長的研究獲得很大進(jìn)展后，雙極器件和光電器件受到更多的關(guān)注。在理論研究、材料生長和器件制造等方面都有了巨大的進(jìn)展，但是仍然沒有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，歸根到底，是因?yàn)楣に嚰夹g(shù)還不夠成熟，影響到器件的性能、可靠性等各項(xiàng)指標(biāo)。因此，很多關(guān)鍵的工藝技術(shù)還有待于進(jìn)一步優(yōu)化和提高。本文正是在這種背景下，對p-GaN材料歐姆接觸這項(xiàng)關(guān)鍵工藝

2、，從理論和實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行系統(tǒng)詳盡地研究。主要研究工作和成果如下：
　　 1、從理論上研究了p-GaN材料歐姆接觸的形成機(jī)制，確定了實(shí)驗(yàn)中所需要的測試歐姆接觸比接觸電阻率的測試模型。
　　 研究并說明了在實(shí)際中利用隧道原理制作歐姆接觸，其遵循場發(fā)射理論，得出通過提高半導(dǎo)體材料摻雜濃度來減小勢壘層厚度這一原理。分析了測試比接觸電阻率的幾種模型，比較其優(yōu)缺點(diǎn)，選擇一種適合本論文研究的測試模型。
　　 2、成功地對實(shí)驗(yàn)中p-

3、GaN材料樣品進(jìn)行微分析。
　　 GaN器件不同于硅半導(dǎo)體器件，它的材料層的摻雜都是原位的，因此對于GaN器件來說，材料生長是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是優(yōu)化歐姆接觸工藝的前提。本文詳細(xì)介紹了p-GaN材料生長的工藝流程，對所生長出的材料進(jìn)行了多種微分析(XDS、XPS、透射譜)。研究了材料的結(jié)晶質(zhì)量，表面粘污，以及生長元素含量比。
　　 3、成功優(yōu)化了p-GaN歐姆接觸制作工藝條件。
　　 本文中，使用圓點(diǎn)型傳輸線模型制作p-

4、GaN歐姆接觸，并且詳細(xì)研究了歐姆接觸的制作工藝流程。在分析Ni/Au接觸原理的基礎(chǔ)上，通過大量的實(shí)驗(yàn)，得出一系列優(yōu)化的條件，包括材料激活條件、金屬淀積比例、合金退火的條件，以及有效的表面處理方法。測試結(jié)果表明，歐姆接觸電阻率從10-2量級下降到了10-3量級，有了明顯的改善。
　　 4、此外，還研究了ICP刻蝕p-GaN表面的歐姆接觸。
　　 GaN HBT制作中，已刻蝕p型GaN表面金屬接觸的非歐姆特性是嚴(yán)重影響器件