半導體氧化鎵與金屬的接觸特性研究.pdf

1、單斜結構的氧化鎵是一種直接帶隙的寬禁帶氧化物半導體材料,其禁帶寬度約為4.8 eV~4.9 eV,其吸收帶邊對應深紫外光波段,非常適合制作深紫外光學器件,同時,理論上其巴利加優(yōu)值因子(εμEb3)僅次于金剛石,將成為功率半導體器件研制的重要候選材料之一。由于金屬-半導體接觸特性是半導體器件研制的基礎,為此,本論文圍繞氧化鎵半導體器件。首先,開展了氧化鎵與金屬的接觸特性研究,探索出了實現(xiàn)歐姆接觸的技術方法,并進一步以氧化鎵單晶基片上的同質

2、外延薄膜為材料基礎,研制了以歐姆接觸特性的光電導紫外探測器和以肖特基接觸特性的肖特基二極管,驗證了氧化鎵與金屬接觸特性控制方法在器件中的應用。
　　由于氧化鎵單晶價格高、供應來源有限,本文在開展氧化鎵與金屬的接觸特性研究時,主要采用藍寶石襯底上所生長的Sn摻雜氧化鎵薄膜。為此,本論文首先采用分子束外延技術在藍寶石基片上異質外延了摻Sn氧化鎵薄膜,采用電子束蒸發(fā)制備了Ti/Au電極,系統(tǒng)研究了退火溫度、退火時間等熱處理工藝參數對氧化

3、鎵薄膜接觸特性的影響。實驗結果表明:在N2氛圍中850℃退火30 s可以得到良好的歐姆接觸特性,比接觸電阻約為5.8×10-2Ω·cm2,基本探索出了實現(xiàn)歐姆接觸特性的技術方法,為器件研制奠定了一定基礎。
　　最后,本論文采用在氧化鎵單晶基片表面的同質外延氧化鎵薄膜,研制了歐姆接觸特性的光電導紫外探測器和肖特基接觸特性的肖特基二極管,器件測試結果顯示:對于紫外光敏探測器而言,光譜響應曲線的最高峰值出現(xiàn)在245 nm左右,最大光響應