P型氮化鎵歐姆接觸製作研究

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黃宏基(Hong-Ji Huang) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

P型氮化鎵歐姆接觸製作研究

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摘要(中)

本篇論文針對Ｐ型氮化鎵(P-type GaN)材料之歐姆接觸電極之製作，在製程上提出二種不同的方法來製作歐姆接觸，並研究其與傳統歐姆接觸電極製程之差異，在論文的第一部份中，比較在歐姆接觸電極合金化的熱處理過程中，金屬組合的熱穩定性；論文第二部份，則針對離子佈植技術之優點，設計將離子佈植技術應用於Ｐ型氮化鎵材料之歐姆接觸製程中，並比較佈植前後試片電特性上的改變。
在實驗結果方面，論文中以鎳/金(Ni/Au)金屬組合，厚度分別為100/300 nm條件下，在熱處理溫度850℃的氮氣環境下，加熱3分鐘後，可得到特徵接觸電阻值約為2.3x10E-4 Ω-cm2，持續加熱至60分鐘仍可維持特徵接觸電阻值約為5x10E-4 Ω-cm2，將此金屬組合蒸鍍於未作活化之Ｐ型氮化鎵材料上，發現於加熱20分鐘後可得線性之電流電壓特性，並於加熱30分鐘後可得特徵接觸電阻值約為4.8-5.3x10E-3 Ω-cm2，比較兩組試片之結果，可以發現在這樣製程中，活化步驟並非影響歐姆接觸特性之主要因素，因此，在歐姆接製觸的製程中，可以利用這樣的金屬組合取代Ｐ型氮化鎵材料需預先作活化的製程步驟。
有關離子佈植實驗，論文中以Mg離子在Ｐ型氮化鎵材料上，作高摻雜劑量的淺層佈植，使得氮化鎵材料表面晶格遭受嚴重破壞，進而在表面產生許表面能態(surface state)，促使載子達到電流傳導的目的，經由離子佈之後的試片，在金屬電極蒸度完成並熱處理2分鐘後，電流電壓的量測呈現線性之特性，其特徵接觸電阻值約為3x10E-3 Ω-cm2，並且金屬電極在熱處理時間增加後之後，特徵接觸電阻值更可以降低到約4x10E-4 Ω-cm2。而未作離子佈植之試片電阻值僅為6x10E-3 Ω-cm2

關鍵字(中)

★ 氮化鎵
★ 歐姆接觸
★ 鎳/金電極
★ 鎂離子佈植

關鍵字(英)

★ GaN
★ ohmic contact
★ Ni/Au metallization
★ Mg ion implantation

論文目次

論文摘要………………………………………………………………….Ⅰ
目錄……………………………………………………………………….Ⅱ
圖目……………………………………………………………………….Ⅳ
表目……………………………………………………………………….Ⅵ
第一章緒論…………………………………………………………….1
第二章半導體製程及量測分析
2.1歐姆接觸原理……………………………………….……..7
2.2氮化鎵材料簡介…………………………………………...9
2.3 P型氮化鎵材料之半導體製程…………………………...10
2.4 量測分析方法…………………………………………….11
第三章金屬電極之熱穩定性研究
3.1 研究動機………………………………………………….21
3.2 實驗架構………………………………………………….21
3.3 結果與討論……………………………………………….23
第四章應用離子佈植技術於P型氮化鎵歐姆接觸製程之研究
4.1研究動機………………………………………………….27
4.2實驗架構………………………………………………….28
4.3實驗結果及討論………………………………………….29
第五章結論……………………………………………….………….34

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指導教授

李清庭(Ching-Ting Lee)

審核日期

2000-6-30

推文