TiAlTiAu与AlGaN欧姆接触特性
欧姆接触
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
王书方
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引言
任何两种相接触的固体的费米能级（Fermi level）（或者 严格意义上，化学势）必须相等。 费米能级和真空能级的 差值称作功函。 接触金属和半导体具有不同的工函，分别 记为φM和φS。 当两种材料相接触时，电子将会从低功函 一边流向另一边直到费米能级相平衡。
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致谢
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2. 改善表面p－GaN的表面状况 利用MOCVD方法生长的GaN的表面上通常都存在一层 绝缘的污染层——氧化物（如GaO3等）和其它被吸附的 有机物等，如不除去将会使фb升高0.2～0.3eV。因此，在 制作金属—p－GaN接触前应进行表面处理。处理的方法 通常有化学溶剂清洗、离子溅射和热处理等。 进一步的研究表明所用的化学溶剂对фb也有影响，经 KOH清洗的p－GaN，其Fermi能级较之于经HCl清洗的向 价带方向移动约1.0eV，从而使其具有更低的фb，利用王 水清洗也有类似的效果。 通常在较高的温度和还原性气氛中退火有利于去氧化 物，但过高的温度（600℃以上）有可能使GaN表面产生N 空位。
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实现金属-p-GaN欧姆接触的方法 欧姆接触的方法 实现金属 如上所述，金属—p－GaN间形成欧姆接触存在着两大障碍， 因此，欲形成欧姆接触必须寻找更为合适的金属或合金系统以 降低Schottky势垒（фb），或提高p－GaN的空穴浓度。 选用功函数高的金属或合金系统 说起降低Schottky势垒（фb），人们首先想到的便是选 用功函数高的金属或合金系统，如：Pt（5.65eV)、Au （5.20eV）、Pd（5.17eV）、Ni（5.15eV）、Ni/Au、Ni/Pt、 Pt/Au、Ta/Ti、Co/Au、Cu/Au、Pd/Au、Pt/Ru、Ti/Pt/Au、 Pt/Ni/Au、Ni/AuZn，其中研究最多的是Ni/Au基合金系统。 在研究表面处理和金属（Pt、Ni、Pd、Au、Cu、Ti、Al、 Ta等）功函数对金属—p－GaN接触势垒фb的影响后发现：无 论在退火前或退火后（即是否发生合金化），фb都随功函数的 提高而降低，但最低的不是功函数最高的Pt，而是Ni。这说明 影响фb的不仅仅是功函数，还有表面状况等其它因素，这与已 有的理论是一致的。
欧姆接触文档
欧姆接触1. 简介在电工学中，欧姆接触是指两个电极之间的电阻性接触。
当两个电极之间存在欧姆接触时，电流可以通过接触点自由地流动。
欧姆接触是电路中常见的一种接触方式，它对于电子设备和电路的正常运行至关重要。
2. 欧姆定律根据欧姆定律，电流（I）通过两个电极之间的接触点时，与电压（V）和电阻（R）之间的关系可以用以下公式表示：I = V / R在欧姆接触中，电阻通常是一个固定的值。
根据欧姆定律，当电压增加时，电流也会相应地增加，反之亦然。
3. 欧姆接触的特性欧姆接触有以下几个特性：3.1 电阻稳定性在一段时间内，欧姆接触的电阻通常是一个固定的数值。
这意味着，当电压或电流发生变化时，电阻不会随之改变。
这种稳定性对于电子设备的正常运行非常重要，因为它确保了电流在电路中的可控性。
3.2 最小接触阻力欧姆接触的另一个特性是具有较低的接触阻力。
接触阻力是电流在接触点处经过的阻力，如果接触阻力较高，会导致能量损失和电流流动的不畅。
欧姆接触的最小接触阻力确保了电流的稳定流动，减少能量损失。
3.3 触点间面积欧姆接触的稳定性和接触阻力也与触点间的接触面积有关。
较大的接触面积通常意味着更稳定的接触和较低的接触阻力。
因此，在设计电路时，应尽量选择较大的触点面积，以确保良好的欧姆接触。
4. 欧姆接触的应用欧姆接触在许多电子设备和电路中都有重要的应用。
以下是一些常见的应用案例：4.1 开关和继电器在开关和继电器中，欧姆接触被用于确保电流可以通过触点自由地流动。
当开关或继电器处于闭合状态时，触点之间形成欧姆接触，电流可以通过触点流过。
这样，开关或继电器就能够控制电流的通断，实现电路的开关功能。
4.2 电子器件连接欧姆接触也被用于连接电子器件。
例如，在电路板上，元件之间通过焊接或插座连接。
这些连接点处的欧姆接触确保了电流能够稳定地从一个器件流向另一个器件，从而实现电路的正常运行。
4.3 传感器应用在许多传感器应用中，欧姆接触被用于确保信号的传输和接收。
tial的晶体结构
tial的晶体结构Tial是一种具有特殊晶体结构的金属材料。
它的晶体结构可以通过简单的描述来理解。
Tial晶体结构可以被视为由两种不同的原子类型组成的晶格。
其中一种原子类型是钛原子(Ti)，另一种是铝原子(Al)。
Tial晶体结构是一种六方最密堆积(hcp)结构。
在这种结构中，原子按照一定的规则排列，形成六边形的密堆积。
每个原子都与其邻近的原子紧密地接触，形成一个紧密堆积的结构。
这种结构使得Tial 具有很好的力学性能和高温稳定性。
Tial晶体结构的特点之一是其原子之间的距离和角度。
钛原子和铝原子之间的距离比较短，约为0.285纳米，而钛原子之间的距离稍长，约为0.295纳米。
这种不同的距离导致了晶体结构的稳定性和强度。
Tial晶体结构的另一个特点是其晶格常数。
晶格常数是描述晶体结构的参数，它表示相邻原子之间的距离。
对于Tial晶体结构，其晶格常数为a=0.588纳米，c=0.951纳米。
这些数值可以用来计算晶体的密度和其他物理性质。
Tial晶体结构的形成与原子的排列有关。
在晶体中，钛原子和铝原子以一定的规则排列，形成六边形的密堆积。
这种排列使得Tial晶体具有良好的力学性能和高温稳定性。
此外，晶体结构还决定了Tial的其他性质，如导电性、热传导性等。
Tial晶体结构的研究对于理解Tial的性质和应用具有重要意义。
通过研究晶体结构，可以揭示Tial的力学性能、热性能等方面的特点，并为其在航空航天、汽车制造等领域的应用提供理论基础。
Tial晶体结构是一种具有特殊排列的金属材料结构。
它的形成与原子的排列和相互作用有关，决定了Tial的力学性能和热性能。
研究Tial晶体结构对于深入理解其性质和应用具有重要意义。
AlGaN_基深紫外LED_的NiAu_透明电极及其接触特性
第 44 卷第 5 期2023年 5 月Vol.44 No.5May, 2023发光学报CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCEAlGaN基深紫外LED的NiAu透明电极及其接触特性王雪1*，刘乃鑫1，2，王兵1，2，郭亚楠1，2，张晓娜1，郭凯1，李勇强1，张童1，闫建昌1，2，李晋闽1，2（1. 山西中科潞安紫外光电科技有限公司，山西长治 046000；2. 中国科学院半导体研究所半导体照明技术研究开发中心，北京 100083）摘要：在p⁃AlGaN表面沉积Ni/Au/Ni/Au透明电极体系，通过传输线模型测试，研究了退火温度对Ni/Au/Ni/Au 与p⁃AlGaN材料接触特性的影响。
结果表明，AlGaN基深紫外LED采用Ni/Au/Ni/Au金属体系，在600 ℃空气氛围下退火3 min形成p型半导体材料NiO。
进一步优化Ni/Au/Ni/Au体系金属厚度，当Ni/Au/Ni/Au各层厚度由20/20/20/20 nm减薄至2/2/5/5 nm，并在600 ℃空气氛围退火3 min，其与p⁃AlGaN材料的接触电阻率从3.23×10-1 Ω·cm2降到2.58×10-4 Ω·cm2。
采用上述优化的Ni/Au/Ni/Au体系制备的深紫外LED器件，器件光电特性得到了改善。
在150 mA驱动下工作电压低至5.8 V；通过提升电极透过率，光输出功率提升18.9%。
关键词：UV-LED； AlGaN； NiAu；欧姆接触中图分类号：TN312.8 文献标识码：A DOI： 10.37188/CJL.20220385Ohmic Contact Characteristics of AlGaN-based Deep-ultraviolet Light-emitting-diodes with NiAu Transparent Electrode WANG Xue1*， LIU Naixin1，2， WANG Bing1，2， GUO Yanan1，2， ZHANG Xiaona1， GUO Kai1，LI Yongqiang1， ZHANG Tong1， YAN Jianchang1，2， LI Jinmin1，2（1.Advanced Ultraviolet Optoelectronics Co.， Ltd.， Changzhi 046000， China；2.Semiconductor Lighting Technology Research and Development Center， Institute of Semiconductors，Chinese Academy of Sciences， Beijing 100083， China）* Corresponding Author， E-mail： wangxue@Abstract：A Ni/Au/Ni/Au transparent electrode system was deposited on the surface of p-AlGaN， and the effects of annealing temperature on the contact characteristics of Ni/Au/Ni/Au with p-AlGaN were studied by transmission line model.When the AlGaN-based deep ultraviolet LED adopted Ni/Au/Ni/Au metal system，meanwhile annealed at 600 ℃ for 3 min，the results show that p-type semiconductor material NiO can be formed in the contact interface.The metal thickness of Ni/Au/Ni/Au system was further optimized. When the Ni/Au/Ni/Au layers were thinned from 20/20/20/20 nm to 2/2/5/5 nm，with the annealing condition at 600 ℃ for 3 min， the specific contact resistivity de⁃creased from 3.23×10-1 Ω·cm2 to 2.58×10-4 Ω·cm2. Using the above optimized Ni/Au/Ni/Au system into LED chip process， the photoelectric characteristics of the LED device can be improved drastically. The operating voltage was reduced to 5.8 V at 150 mA， as the increase of the electrode transmittance， the optical output power was increased by 18.9% at the same current.Key words：UV-LED； AlGaN， NiAu； Ohmic contact文章编号： 1000-7032（2023）05-0898-06收稿日期：2022⁃11⁃07；修订日期：2022⁃11⁃25基金项目：山西省重点研发计划（202102030201007）；山西省关键核心技术和共性技术研发攻关（20201102013）Supported by Shanxi Key RD Program（202102030201007）； Key Technology and Generic Technology Research and Develop⁃ment of Shanxi（20201102013）第 5 期王雪，等： AlGaN基深紫外LED的NiAu透明电极及其接触特性1 引 言随着280 nm以下波段的深紫外光在水体、固体的杀菌消毒、生物检测和医疗等方面的广泛应用，以第三代氮化物材料制备的小型高效的深紫外发光二极管（LED）进入了人们的视野[1-2]。
半导体的欧姆接触
半导体的欧姆接触(2012-03-30 15:06:47)转载▼标签：杂谈分类：补充大脑1、欧姆接触欧姆接触是指这样的接触：一是它不产生明显的附加阻抗；二是不会使半导体内部的平衡载流子浓度发生显著的改变。
从理论上说，影响金属与半导体形成欧姆接触的主要因素有两个：金属、半导体的功函数和半导体的表面态密度。
对于给定的半导体，从功函数对金属－半导体之间接触的影响来看，要形成欧姆接触，对于n型半导体，应该选择功函数小的金属，即满足Wm《Ws，使金属与半导体之间形成n型反阻挡层。
而对于p型半导体，应该选择功函数大的金属与半导体形成接触，即满足Wm》Ws，使金属与半导体之间形成p型反阻挡层。
但是由于表面态的影响，功函数对欧姆接触形成的影响减弱，对于n型半导体而言，即使Wm《Ws，金属与半导体之间还是不能形成性能良好的欧姆接触。
目前，在生产实际中，主要是利用隧道效应原理在半导体上制造欧姆接触。
从功函数角度来考虑，金属与半导体要形成欧姆接触时，对于n型半导体，金属功函数要小于半导体的功函数，满足此条件的金属材料有Ti、In。
对于p型半导体，金属功函数要大于半导体的功函数，满足此条件的金属材料有Cu、Ag、Pt、Ni。
2、一些常用物质的的功函数物质Al Ti Pt In Ni Cu Ag Au功函数4.3 3.95 5.35 3.7 4.5 4.4 4.4 5.203、举例n型的GaN——先用磁控溅射在表面溅射上Ti/Al/Ti三层金属，然后在卤灯/硅片组成的快速退火装置上进行快速退火：先600摄氏度—后900摄氏度——形成欧姆接触；p型的CdZnTe——磁控溅射仪上用Cu－3％Ag合金靶材在材料表面溅射一层CuAg合金。
欧姆接触[编辑]欧姆接触是半导体设备上具有线性并且对称的果电流-这些金属片通过光刻制程布局。
低电阻，稳定接触的欧姆接触是影响集成电路性能和稳定性的关键因素。
它们的制备和描绘是电路制造的主要工作。
N面欧姆接触
核心内容总结：氧等离子体对N面GaN处理后，相当于O原子在GaN 表面掺杂形成施主型缺陷，利于形成欧姆接触。
核心内容总结：Ti Al Ni Au 在N面形成的欧姆接触比Ga面差的原因是没有二维电子气的 存在
我的实验
• 用先用HF处理表面30min，再在王水处理中 漂洗后，溅射Ti Al Ti Au，N2气氛下退火， 温度为0，400，950℃。
2.
3.4.Biblioteka 5. 6.核心内容总结：Pd改变了N面GaN的表面形态，使得GaN表面形成AlN层
核心内容总结：BOE的处理使得 GaN表面氧化物去除
核心内容总结：TiN的功函数比Ti的小，随着退火温度升高，Ga原子向 外溢出
核心内容总结：AlGa固溶体的引入阻止N面GaN附近的Ga原子向金属扩散
N面GaN欧姆接触调研
王果 2011.6.24
方法总结
1. 金属为Pd/Ti/Al，450度退火 T. Jang, S. N. Lee, O. H. Nam, and Y. Park, “Investigation of Pd/Ti/Al and Ti/Al Ohmic contact materials on Ga-face and N-face surfaces of n-type GaN,” Appl. Phys. Lett., vol. 88, no. 19, pp. 193 505-1–193 505-3, May 2006. 金属为Cr/Ni/Au 不退火 BOE处理 H. K. Cho, S. K. Kim, and J. S. Lee, “An improved non-alloyed ohmic contact Cr/Ni/Au to n-type GaN with surface treatment,” J. Phys. D, Appl. Phys., vol. 41, no. 17, p. 175 107, Sep. 2008. 金属为TiN/Al 不退火 J. W. Jeon, T.-Y. Seong, H. Kim, and K.-K. Kim, “TiN/Al Ohmic contacts to N-face n-type GaN for high-performance vertical light-emitting diodes,” Appl. Phys. Lett., vol. 94, no. 4, pp. 042 102-1–042 102-3, Jan. 2009. 金属为Ga/Al固溶体，不退火 Joon-Woo Jeon, Seong-Han Park, Se-Yeon Jung, Sang Youl Lee, Jihyung Moon, June-O Song, and Tae-Yeon Seong1, Formation of low-resistance Ohmic contacts to N-face n-GaN for high-power GaN-based vertical light-emitting diodes ,” Appl. Phys. Lett., vol. 97, 092103. 2010. 金属为Ti/Al，不退火，氧等离子处理 Enhancement-Mode N-Polar GaN MISFETs With Self-Aligned Source/Drain Regrowth IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, VOL. 32, NO. 2, FEBRUARY 2011 传统的Ti/Al/Ni/Au, 700度退火处理 Characterization of band bendings on Ga-face and N-face GaN films grown by metalorganic chemical-vapor deposition Appl. Phys. Lett., vol. 80, no. 21, pp. 042 102-1–042 102-3,May. 2002.
AlGaNGaN欧姆接触新结构工艺研究及机制分析的开题报告
AlGaNGaN欧姆接触新结构工艺研究及机制分析的
开题报告
标题：AlGaNGaN欧姆接触新结构工艺研究及机制分析
背景：
随着半导体器件工艺的不断发展，AlGaNGaN材料因其在高功率、高温、高频等应用中的优异性能而备受关注。
而对于AlGaNGaN材料来说，接触电阻的大小是影响器件性能的重要因素之一。
而欧姆接触是锁定和
操纵芯片中电子流的一个关键技术，因此研究AlGaNGaN欧姆接触的新
结构工艺及机制分析对于推动该材料在器件制造领域的应用具有重要的
意义。
研究目的：
本研究旨在研究AlGaNGaN欧姆接触新结构工艺，探究其机制，以
提高AlGaNGaN器件的电性能和稳定性。
研究内容：
1. 先进的AlGaNGaN材料制备工艺研究；
2. AlGaNGaN欧姆接触新结构工艺的设计与制备；
3. 欧姆接触性能表征及其影响因素分析；
4. 机理分析及其对性能的影响。
研究意义：
1. 为AlGaNGaN材料在高功率、高频等领域的应用提供理论和实践
支持；
2. 提高AlGaNGaN器件的电性能和稳定性；
3. 促进国内AlGaNGaN材料的制备和应用技术的发展。
研究方法：
本研究将采用先进的制备工艺，结合欧姆接触理论和实验方法，通过制备样品并使用表征手段对其性能和机制进行分析和验证。
预期结果：
通过研究欧姆接触的新结构工艺，可以提高AlGaNGaN器件的电性能和稳定性，为AlGaNGaN材料在高功率、高频等领域的应用提供理论和实践支持，促进国内AlGaNGaN材料的制备和应用技术的发展。
SiC上Ti_Ni_Au多层金属的欧姆接触特性
SiC上Ti_Ni_Au多层⾦属的欧姆接触特性第12卷第6期功能材料与器件学报V o l 12,N o 62006年12⽉J OURNA L O F FUNCT IONA L M ATER I ALS AND DEV ICESD ec .,2006⽂章编号:1007-4252(2006)06-498-03收稿⽇期:2005-12-05; 修订⽇期:2006-01-25基⾦项⽬:部委预研项⽬(N o .41308060105).作者简介:杨银堂(1962-),男,博⼠,教授,博导,西安电⼦科技⼤学微电⼦研究所所长,教育部宽禁带半导体材料与器件重点实验室主任,主要从事新型半导体材料与器件以及VLS I 设计⽅⾯的研究⼯作(E -m a i:l y t yang@x i dian .edu .cn).S i C 上T i/N i/Au 多层⾦属的欧姆接触特性杨银堂,贾护军,李跃进,柴常春,王平(西安电⼦科技⼤学宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室,西安710071)摘要:采⽤T i/N i/Au 多层⾦属在⾼掺杂n 型4H -S i C 外延层上制作了欧姆接触测试图形,通过传输线法(T rans m ission L i n eM et h od ,TL M )测量得到的最⼩⽐接触电阻为1.4!10-5c m 2,经500#N 2⽼化后接触电阻⼤约有⼀个数量级的增加并保持稳定。
关键词:碳化硅;欧姆接触;离⼦注⼊;传输线法中图分类号:O484 ⽂献标识码:AOh m ic contact property of T i/N i/Au on n -type 4H -SiCYANG Y in tang ,JI A H u j u n,LI Yue ji n ,C HA I Chang chun ,WANG P i n g (Key laboratory o fW BG Se m iconductor M ateria ls and dev ices o f Education M i n istry ,X idian U niversity ,X i ?an 710071,Ch i n a)Abst ract :Ohm ic contacts w ere prepared by usi n g T i/N i/Au mu lti-layer m eta l on n-type 4H -S i C ep i -layer high l y doped by N+i o n i m plantati o n .Specific contact resisti v ities (e c )w ere m easured by transm issi o n line m ethod (TL M )and a lo w est e c o f 1.4!10-5c m 2is ob tained .The contact resisti v ities increase at the beg i n n i n g of the 500#anneali n g ,and do not vary m uch after 12h annea li n g .K ey w ords :silicon carb i d e (Si C );ohm ic anneali n g contac;t i m p lantation;trans m ission line m ethod1 引⾔⽬前,Si C 材料本⾝优越的物理化学和电学特性⼀直未能在器件和电路研制中得以很好的发挥主要是因为部分关键器件⼯艺⽅⾯尚未得到突破性的进展[1,2]。
退火参数对p型GaAs欧姆接触性能的影响_吴涛_江先锋_周旻超_郭栓银_张丽芳
Abstract: The Ti/Pt/Au metal films were deposited on p-GaAs substrate by magnetron sputtering method. The influences of annealing parameters (temperature and time) on the ohmic contact property of P-GaAs/Ti/Pt/Au were studied. The results show that excellent ohmic contact of Ti/Pt/Au metal system on p-GaAs can be formed in a very short annealing time (60 s). The ohmic contact property can not be improved by prolonging the annealing time. Suitable ohmic contacts can all be obtained when the annealing temperatures are 400－450 ℃. The specific contact resistivity with the minimum value of 1.41× 10-6 Ω·cm2 can be obtained when the sample is annealed at 420 ℃ for 120 s. Key words: p-type GaAs; ohmic contact; magnetron sputtering; Ti/Pt/Au ; annealing; circular transmission line model; specific contact resistivity
n-GaN基TiAlNiAu的欧姆接触高温特性
半!导!体!学!报
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半!导!体!学!报
第! "卷
图 O! 相同退火条件下的 5 * * * I 0 8 ) I 0 : Y Z H ) 欧姆接触在不同 掺杂浓度下随测量温度的变化关系
图 N! 室温下接触电阻与掺杂浓度的关系
* 2 I 9 O!& G H ; < B7 JD I J J < > < ; AD 7 I ; 7 ; @ < ; A > H A I 7 ;5 I Q Q C Q@ * * 0 8 ) I 0 : Y Z H )7 G R I @@ 7 ; A H @ AB H R 8 <S I A GR < H B : > < Y C R < ; A A < R < > H A : > < C
C ! 实验
利用 3上! & 64 技术在蓝 宝 石 衬 底 " O $ $ R# % 沿" # 方向生长 ; 生 长 步 骤 为$ 首先用氢 $ $ $ K Y Z H )! 清洗过后生 长 K 等离子体对衬底进行清洗 ! R 厚的 % K % 其 中 掺 杂 浓 度 分 别 为 SD bL Z H ) 层! ^ %]K $ K " 生长完成后对样 品表面 @ R[L ! SDbL ^ $]K $ @ R[L & 进行反应离子 刻 蚀 " ! 用传统的台面隔离方法 / ( *# 刻蚀台阶结构 !然 后 在 Z H ) 晶片上蒸发四层不同 金属 合 金 序 列 5 * * * * * * I 0 8 ) I 0 :" K N ; R ! ! $ ; R O $ ; R # ! 合 金 条 件 分 别 为 ! & ! & N $ ; R " $ $l L $ BM $ $l L $ B M N $l ! L $ B 9 高温测量部分的装置是整个实验的关键和难 点9 我们对欧姆接触 样 品 采 用 热 稳 定 性 较 好 的 超 声 非气密性双列直 插 " 陶 瓷 封 装! 然后 引线键合 ! 4 ( =# 置于气密性比较好 的 高 温 箱 式 炉 中 ! 用耐高温导线 连接被测封装样品 ! 同时为避免样品在高温环境中 氧化 ! 测量过程中始终通以高纯氮气 ! 通过流量计加 以控制 9 测量设备采用高精度 f * ( 5'1 * _ ! O $ $源 和 f * ( 5' 1 * _ ! $ $ $多功能数字表并配以 + @ H ; 保 障了 多个被 & H > D 实现对各个测量点的瞬间测 量 ! 测点能够在同一温 度 下 采 集 数 据 & 整个测试系统的 终端应用计算机通 过 程 序 来 控 制 所 有 测 量 仪 表 9 本 测试系统具有自动化 . 人机分离等特点 ! 系统结构如 图 K 所示 9