低特徵接觸電阻與高反射率的鉑/銀金屬電極應用在p型氮化鎵

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林忠寶(Chung-pao Lin) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學工程與材料工程學系

論文名稱

低特徵接觸電阻與高反射率的鉑/銀金屬電極應用在p型氮化鎵
(Low specific contact resistance and high reflectivity of Pt/Ag contacts on p-GaN)

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摘要(中)

在LED(Light Emitting Diode)的製作程序上，有關p-GaN的歐姆接觸(ohmic contact)已經被廣泛的研究及發表。本篇論文除了符合歐姆接觸的特性外，也因應Thin-GaN LED結構所需之高反射率的特性，我們提出具有高功函數(work function)的Pt以及高反射率的Ag應用在p-GaN的製程。
首先利用兩種不同厚度的Pt(5 nm和10 nm)在氮氣環境下，分別做500 ℃~800 ℃的熱處理，加熱時間為5分鐘，從中可發現特徵接觸電阻(specific contact resistance)及穿透率都隨溫度上升而上升。接著鍍上Ag後，置入氮氣環境下做500 ℃的熱處理，加熱時間為5分鐘，發現原先變差的特徵接觸電阻又下降至一穩定值，最低可得之值約為4.5x10-3 Ω-cm2。因為Pt的穿透率會隨熱處理溫度上升而上升，所以Pt / Ag的反射率亦可得到相同趨勢。在470 nm下，可得到Pt / Ag最高反射率約為83%。

摘要(英)

The electrical and optical properties of metal scheme contacts on p-GaN were investigated widely. In this paper, firstly, we studied the transmittance of Pt ohmic layer on p-GaN. Then, the contact resistance and reflectivity of Pt / Ag was evaluated.
Pt p-contact with two different thickness 5 and 10 nm were studied on p-GaN. Pt / p-GaN samples were annealed at N2 ambient for 5 minutes and annealing temperatures were 500℃~800℃. We find the specific contact resistance and transmittance of Pt raise with increasing annealing temperatures. After specific contact resistance and transmittance measurement, 150 nm Ag layer was deposited on the annealed Pt contact pads. Finally, the metal scheme of Pt/Ag/p-GaN was investigated by annealing together at at N2 ambient for 5 minutes and annealing temperature was 500℃. The lowest specific contact resistance of Pt / Ag we can get is about 4.5x10-3 Ω-cm2。 At 470 nm, the highest reflectivity of Pt / Ag is about 83%.

關鍵字(中)

★ 反射率
★ 歐姆接觸

關鍵字(英)

★ reflectivity
★ ohmic contact

論文目次

中文摘要………………………………………………………................i
英文摘要………………………………………………………………....ii
目錄……………………………………………………………………...iii
圖目錄……………………………………………………………………v
表目錄………………………………………………………..................vii
第一章序論………………..…………………………………………..1
第二章文獻回顧..……………………………………………………..3
2.1 氮化鎵材料簡介……………..…………………………..3
2.2 歐姆接觸..…………………………..…………................5
2.2.1 歐姆接觸原理……………………..……...............5
2.2.2 歐姆接觸的問題與解決……………..…………...8
2.3 特徵接觸電阻的量測………..………………................11
2.4 一般常見的金屬電極…………..……………................14
第三章研究方法與步驟………………………………..……………20
3.1 特徵接觸電阻的量測…………………..……………….20
3.1.1 試片結構與清洗………………………................20
3.1.2 TLM pattern圖案的製作………………..............21
3.1.3 特徵接觸電阻(ρc)的量測……………................24
3.2 穿透率與反射率的量測…………………..…………...25
3.2.1 試片結構與清洗………………………................25
3.2.2 鍍膜與量測……………………………................25
3.3 XPS縱深分析………………………………..................27
第四章結果與討論……………………………………..……………28
4.1 特徵接觸電阻………………………..………………….28
4.1.1 Pt熱處理後的表面形態與特徵接觸電阻………………………………………..................28
4.1.2 鍍銀後的特徵接觸電阻……..…………………..33
4.2 穿透率與反射率……………………………………..….35
4.2.1 Pt的穿透率……………………………………....35
4.2.2 Pt / Ag的反射率…………………………………37
4.2.3 穿透率與反射率的計算……………....................39
4.2.4 Pt / Ag熱處理後的反射率………………………41
4.3 金屬與金屬之間借面擴散的影響……………………...43
第五章結論....…………………………………………… …..……...47
參考文獻…………………………………………………….. ………...49

參考文獻

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指導教授

劉正毓(Cheng-yi Liu)

審核日期

2008-6-30

推文