GaN基器件欧姆接触的研究

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1、摘要摘要宽禁带半导体GaN具有禁带宽度大、击穿场强高、热导率大、电子饱和漂移速度高等特点，在高温以及微波功率器件制造领域具有极大的潜力。其中，AlGa：N，GaNHEMT器件在微波大功率和高温应用方面均具有明显的优势，已经成为当前研究的热点之一。为了进一步提高AlGaN／GaNHEMT器件的性能。有必要对其相关的制造工艺进行研究和优化。欧姆接触作为器件制造的关键工艺，决定着器件的许多主要参数。要制造高性能的AlGaN／GaNHEMT器件，形成良好的金属与AlGaN的欧姆接触是十分重要的。本文阐述了AlGaN／GaN异质结构上欧姆接触形成的机理

2、，介绍了传输线模型和圆形传输线模型，研究了Ti，Al以及Ti，Al烈i／Au金属体系与AlGaN，GaN异质结构形成的欧姆接触。通过改变Ti／Al结构和优化退火条件，大大降低了接触电阻。在高纯N2气氛中，经过650℃、5min的退火，Ti，Al欧姆接触的比接触电阻为4．04×lO‘5Qcm2：经过850℃、30s的退火，Ti／Al／Ni，Au欧姆接触的比接触电阻为3．30×10‘吣cm2。Ti／Al／Ni／Au欧姆接触具有平坦的电极表面以及更好的稳定性，能够满足高性能AlGaN／Ga_NHEMT器件制造的要求。本文还讨论了欧姆接触对AIGaN

3、／GaNHEMT器件性能的影响。关键词：AlGaN，GaNHEMTTi，Al，N“Au欧姆接触传输线模型AbstractGaNhaSwide，directbaIldgap，h砂breakdo、vllfieldandhi曲electronsaturationVelocity．1飞esefundamen协lelectronicpropeniesmadeG矗NaIlidealcalldidateforhi曲powcrmicrowavedeVicesmanufacturing．AlGaN／GaNHEMTisofgreatinterestfofitsp

4、otentialinhighpoweraIldhi曲temperaturcapplications．It’snecessarytooptimizetheprocesstechnolo西estoenhancetheperfo姗anceofAlGaN佑aNHEM—OhmiccontactslargelydetenninetheperfomanceofA1GaN，GaNHEMT．n’sveryimponallttofo瑚planarollrniccomactswithlowresistancetoAlGaNinhi曲pe墒manceAlGaN／Ga

5、NHEMTmallufacturing．ThemechaIlismsofohmiccontactformationtoAlGaN／GdNheterostructurewerediscussed，TLMandCTLMwereimroduced．Ti／AlandTi／Al／Ni／AumetallizationswereadoptedtofonnohmiccontactstoAlGaN／GaNheterostmcture．TheTi／AlaIldTi／Al，Ni／Auohrniccontactswereoptimizedbyadoptingdif俺

6、rentTi／Alstructuresanddif诧remtherrnalannealingprocesses．ThespecificcontactresistaIlceofoptimizedTi／Alcontactwasaslowas4．04x10。Qcm2．TheoDtimizedTi／Al／Ni，AucontacttoAlGaN／GaNheteros咖cturewasplaflara11dofgoodmennalstability，withalowspecmccontactresistallceof330x1O-bQcm2，theTi／

7、Al／Ni／Aucon协ctisverysuitableforhi曲perfb肌anceAlGaN，GaNHEMTmallufktIlring．Thee腩ctsofhowohrniccomactsaf佬cttheperformanceoftheAlGaN／GaNHEMTwerediscussed．Keywords：AIGaN／GaNHEMTTi，Al／NmuohmiccontactTLM创新性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已

8、经发表或撰写过的研究成果：也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我～同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明