欧姆接触
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3. 在SiC的碳面制备出N极GaN
欧姆接触的实现
从I/V特性曲线分析比接触电阻
欧姆接触工艺的进展和展望
欧姆接触工艺的进展和展望
欧姆接触工艺的进展和展望
N极GaN样品的AFM测试形貌
欧姆接触工艺的进展和展望
• 目标：制造稳定性更好的比接触电阻率更低的欧 姆接触器件
1. 进一步研究欧姆接触的形成机理和物理模型 2. 精确控制离子的注入，使掺杂纯度、区域、浓度尽可 能的理想化 3. 向N极性GaN半导体的研究方向拓展 4. 降低接触层的厚度，提高稳定性
MEMS工艺 ——欧姆接触工艺
1
2 3 4 5
欧姆接触的概述 欧姆接触工艺的优势
欧姆接触的原理 欧姆接触的实现
Байду номын сангаас
欧姆接触工艺的进展和展望
欧姆接触的概述
• 定义：当金属与半导体接触并具有线性 的I-V特性或其接触电阻相对于半导体主 体可以忽略时称之为欧姆接触 • 肖特基接触：如果电流-电压特性曲线不 是线性的，这种接触便叫做肖特基接触 • 欧姆接触原理：任何相接触的固体的费 米能级必须相等，费米能级和真空能级 的差值称为功函数，因此接触的金属和 半导体具有不同的功函数。
欧姆接触的实现
• 生长工艺制作N极GaN半导体（ Sumiya M ）
1. 将蓝宝石衬底氮化
2. 采用MOCVD 技术，将输送气态的的Ga输送到衬 底上外延缓，制备成N极GaN薄膜
欧姆接触的实现
• 生长工艺制作N极GaN半导体（ Monroy E ）
1. 往SiC半导体输送气态GaN进行外延
2. 在外延的同时将样品暴露于 He 等离子体辐照之下
Ti/Al/Ni/Au合金与GaN的欧姆接触
欧姆接触工艺的优势
• 低电阻
• 高稳定性
欧姆接触工艺的优势
• 低电阻
• 欧姆接触的特点是接触点不产 生明显的附加电阻
• 高稳定性
欧姆接触工艺的优势
• 低电阻
• 电阻不随温度、电流等改变而 改变 • 热稳定性高 • 金属电极与半导体电极的粘附 强度高，接触质量好
谢谢欣赏
欧姆接触的实现
• 目标:在接触区域形成高掺杂，形成高的激活率、光滑的 表面以及较少的缺陷
• 传统N极SiC材料的制备
• 掺杂方式：离子注入 • 实现步骤：用高能量的离子打入半导体选择区域达到掺杂、 改性、退火和隔离等工序
欧姆接触的实现
• 剥离工艺制作N极GaN半导体
• 步骤： 1. 在 Si(111)衬底上外延生长镓极性 是GaN 2. 将镓极性是GaN表面粘合到 Si(100) 3. 再将粘连 Si(100)的镓极性GaN倒 置,采用激光剥离工艺将 Si (111) 衬底剥离
欧姆接触的原理
• 紧密接触：
qVd Wm Ws EF E Ec
欧姆接触的原理
• 载流子输送方式：
a. b. c. d. e. 电子从半导体出发，越过势垒顶部热发 射到金属中 电子穿过势垒的量子隧穿 在空间电荷区的复合 空穴从金属注入半导体，等效于中性区 的复合 在接触周围的高电场作用下产生的边缘 漏泄电流或在金属一半导体界面处的陷 阱产生的界面电流(图中未绘出)。
• 高稳定性
欧姆接触的原理
W E0 EF
EF
E0
W
欧姆接触的原理
• 接触前：
E0
EF s EF m
Efm
Ws Wm Efs
欧姆接触的原理
• 接触时： • 半导体电势提高，金属电 势降低，直到二者费米能 级相平 • 其中：
Efm E0 Vms Wm Ws Efs
• Vms称为表面态中的电势 差
欧姆接触的实现
从I/V特性曲线分析比接触电阻
欧姆接触工艺的进展和展望
欧姆接触工艺的进展和展望
欧姆接触工艺的进展和展望
N极GaN样品的AFM测试形貌
欧姆接触工艺的进展和展望
• 目标：制造稳定性更好的比接触电阻率更低的欧 姆接触器件
1. 进一步研究欧姆接触的形成机理和物理模型 2. 精确控制离子的注入，使掺杂纯度、区域、浓度尽可 能的理想化 3. 向N极性GaN半导体的研究方向拓展 4. 降低接触层的厚度，提高稳定性
MEMS工艺 ——欧姆接触工艺
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欧姆接触的概述 欧姆接触工艺的优势
欧姆接触的原理 欧姆接触的实现
Байду номын сангаас
欧姆接触工艺的进展和展望
欧姆接触的概述
• 定义：当金属与半导体接触并具有线性 的I-V特性或其接触电阻相对于半导体主 体可以忽略时称之为欧姆接触 • 肖特基接触：如果电流-电压特性曲线不 是线性的，这种接触便叫做肖特基接触 • 欧姆接触原理：任何相接触的固体的费 米能级必须相等，费米能级和真空能级 的差值称为功函数，因此接触的金属和 半导体具有不同的功函数。
欧姆接触的实现
• 生长工艺制作N极GaN半导体（ Sumiya M ）
1. 将蓝宝石衬底氮化
2. 采用MOCVD 技术，将输送气态的的Ga输送到衬 底上外延缓，制备成N极GaN薄膜
欧姆接触的实现
• 生长工艺制作N极GaN半导体（ Monroy E ）
1. 往SiC半导体输送气态GaN进行外延
2. 在外延的同时将样品暴露于 He 等离子体辐照之下
Ti/Al/Ni/Au合金与GaN的欧姆接触
欧姆接触工艺的优势
• 低电阻
• 高稳定性
欧姆接触工艺的优势
• 低电阻
• 欧姆接触的特点是接触点不产 生明显的附加电阻
• 高稳定性
欧姆接触工艺的优势
• 低电阻
• 电阻不随温度、电流等改变而 改变 • 热稳定性高 • 金属电极与半导体电极的粘附 强度高，接触质量好
谢谢欣赏
欧姆接触的实现
• 目标:在接触区域形成高掺杂，形成高的激活率、光滑的 表面以及较少的缺陷
• 传统N极SiC材料的制备
• 掺杂方式：离子注入 • 实现步骤：用高能量的离子打入半导体选择区域达到掺杂、 改性、退火和隔离等工序
欧姆接触的实现
• 剥离工艺制作N极GaN半导体
• 步骤： 1. 在 Si(111)衬底上外延生长镓极性 是GaN 2. 将镓极性是GaN表面粘合到 Si(100) 3. 再将粘连 Si(100)的镓极性GaN倒 置,采用激光剥离工艺将 Si (111) 衬底剥离
欧姆接触的原理
• 紧密接触：
qVd Wm Ws EF E Ec
欧姆接触的原理
• 载流子输送方式：
a. b. c. d. e. 电子从半导体出发，越过势垒顶部热发 射到金属中 电子穿过势垒的量子隧穿 在空间电荷区的复合 空穴从金属注入半导体，等效于中性区 的复合 在接触周围的高电场作用下产生的边缘 漏泄电流或在金属一半导体界面处的陷 阱产生的界面电流(图中未绘出)。
• 高稳定性
欧姆接触的原理
W E0 EF
EF
E0
W
欧姆接触的原理
• 接触前：
E0
EF s EF m
Efm
Ws Wm Efs
欧姆接触的原理
• 接触时： • 半导体电势提高，金属电 势降低，直到二者费米能 级相平 • 其中：
Efm E0 Vms Wm Ws Efs
• Vms称为表面态中的电势 差