表面处理对AlGaN欧姆接触的影响及机理

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1、SEMICoNDUCTORoPT0ELECTRoNICSVoJ．32No．5oct．2011表面处理对AIGaN欧姆接触的影响及机理王磊，王嘉星，汪莱，郝智彪，罗毅(清华大学电子工程系，清华信息科学与技术国家实验室(筹)．北京100084)摘要：研究了溶液表面处理对A1GaN欧姆接触的影响及机理。用氟硝酸(HNO。+HF)、稀盐酸(HC1)和硫代乙酰胺(CS3CSNHz)溶液处理AlGaN表面后，Ti／Al／Ti／Au电极的比接触电阻率有显著的降低。样品表面Ga3d与O1s的X射线光电子能谱(XPS)测试结果显示：氧元素含量明显降低，表明这三种溶

2、液可以有效地去除A1GaN表面氧化层，其中CS3CSNH2效果最佳；Ga3d峰位在表面处理后发生蓝移现象，相当于A1GaN表面处的费米能级向导带一侧移动，使电子在隧穿过程中的有效势垒高度降低。以上两个因素均对优化A1GaN／GaN欧姆接触有十分重要的意义。关键词：A1GaN／GaN异质结；表面处理；欧姆接触；XPS能谱中图分类号：TN305．2文献标识码：A文章编号：1001—5868(2011)05-0650—03InfluenceandMechanismofSurfaceTreatmentonOhmicContactstoAIGaNSurfa

3、ceWANGLei，WANGJiaxing，WANGLai，HAOZhibiao，LUOYi(TsinghuaNationalLaboratoryonInformationScienceandTechnology，DepartmentofElectronicEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，CHN)Abstract：TtheinfluenceofsurfacetreatmentontheohmiccontactstoAlGaN／GaNheterostructureisinvestigated

4、byusingdifferentsolutions．Thespecificcontactresistivitydramaticallydecreasesafterthetreatments．Toinvestigatethemechanismofthisimprovementonohmiccontacts，thechemicalpropertiesoftheAlGaN／GaNsurfacearecharacterizedbymonitoringtheGa3dandOlspeaksusingX—rayphotoelectronspectroscopy

5、(XPS)measurement．Thedecreaseoftheoxygenconcentrationindicatesthatthesolutionscaneffectivelyremoveoxidesfromthesamples'surface，especiallyCS3CSNHz．TheblueshiftsoftheGa3dpeaksdemonstratethatFermilevelpinningeffectatthesurfaceismitigatedafterthesurfacetreatment，resultinginthedecr

6、easeoftheeffectivebarrierheightforelectrontunnelingtransport．BoththesetWOfactorscontributetotheformationofhigh—qualityohmiccontactsofTi／A1／Ti／AuonA1GaN／GaNsurface．Keywords：A1GaN／GaNheterostructure；surfacetreatment；ohmiccontacts；XPSspectra0引言着独特的优势，是一种非常有应用前景的新型半导体材料。在器件制作工艺中，

7、A1GaN表面欧姆接触A1GaN材料凭借其禁带宽度大和热导率高等的质量是影响器件性能的关键[1]。A1GaN材料表特点，在制作紫外发光二极管和探测器等光电子器面性质活跃，在器件制作过程中容易受到空气中氧件、高电子迁移率晶体管以及电力电子器件方面有和金属离子杂质的污染，生成氧化层，使金属与半导收稿日期：2011—05—23．体之间的势垒宽度增加。此外，当高密度表面态存基金项目：国家自然科学基金项目(51002085)在时，费米能级EF被钉扎在半导体禁带处的某个·65O·《半导体光电~2011年10月第32卷第5期王磊等：表面处理对A1GaN欧姆接触

8、的影响及机理能级，使接触势垒变高。这些因素均严重影响了欧同程度的降低，其中以CS3CSNH2效果最好，p降姆接触的质量。因此，在沉积欧姆