GaN基Ni-Au肖特基接觸特性研究.pdf

1、寬禁帶半導(dǎo)體GaN具有禁帶寬度大、擊穿場(chǎng)強(qiáng)高、熱導(dǎo)率大、電子飽和漂移速度高等特點(diǎn)，在高溫以及微波功率器件制造領(lǐng)域具有極大的潛力。肖特基接觸是GaN電子器件的關(guān)鍵因素之一，國(guó)內(nèi)對(duì)其深入研究較少。在這種背景下，本文對(duì)n-GaN和AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)上的肖特基接觸作了詳細(xì)的研究。主要研究工作和成果如下： 首先，在經(jīng)典的肖特基電流輸運(yùn)理論基礎(chǔ)上，對(duì)制作在n-GaN上的肖特基二極管的變溫I-V測(cè)試和C-V測(cè)試，采用表面勢(shì)壘減薄模型(T

2、SB)對(duì)肖特基二極管的電流輸運(yùn)特性進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明肖特基接觸的電流輸運(yùn)機(jī)制非常復(fù)雜，在不同的溫度條件和偏壓條件下有著不同的電流輸運(yùn)機(jī)制。在此基礎(chǔ)上對(duì)肖特基接觸I-V特性方程進(jìn)行了修正，得到了很好的擬合曲線。試驗(yàn)表明，高溫I-V法提取的勢(shì)壘高度與常溫C-V法提取的勢(shì)壘高度接近于根據(jù)金屬功函數(shù)得出的理論勢(shì)壘高度值。 其次，對(duì)GaN材料表面氧化層和介質(zhì)層對(duì)肖特基接觸的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，結(jié)合表面處理和退火兩個(gè)因素，得到了高性

3、能的肖特基接觸；對(duì)GaN材料Si摻雜濃度和Al組分對(duì)肖特基接觸的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明肖特基接觸電特性隨著Si摻雜濃度的升高而變差，Si摻雜濃度的最佳值應(yīng)為1×10<'17>cm<'-3>。隨著Al組分的提高，肖特基接觸先變好，后變差，優(yōu)化的Al組分應(yīng)為27％。 最后，通過電流-電壓法(I-V)，電容-電壓法(C-V)對(duì)n-GaN材料的ICP刻蝕樣品和未刻蝕樣品的上的肖特基勢(shì)壘二極管的電學(xué)特性進(jìn)行了分析，利用原子力顯微鏡(AF