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AlGaN/GaN SBD的欧姆接触

AlGaN/GaN SBD 
  在AlGaN/GaN SBD中,高质量的欧姆接触是影响器件性能的关键之一。如何使接触电阻小,电极边缘轮廓清晰及稳定可靠,是制作欧姆接触的主要问题。目前AlGaN表面欧姆接触的研究内容主要包括以下四个方面:(1)接触机理,(2)沉积金属前的表面处理,(3)金属材料的选取,(4)退火工艺。
 
  GaN基材料禁带宽度大,电子亲和势相对较小,在半导体与金属之间总存在一个势垒,因此隧穿效应是AlGaN欧姆接触形成的主要机制。Ti/Al/金属/Au四层结构是目前AlGaN欧姆接触的标准金属化方案,在沉积金属后通过高温退火使金属、半导体合金化,形成较低的势垒。
 
  AlGaN材料表面性质活跃,在器件制作过程中容易受到空气中氧和金属离子杂质的污染。这些元素与AlGaN表面发生化学反应,生成新的物质,使金属与半导体之间的势垒宽度增加。此外,当高密度表面态存在时,费米能级EF被钉扎在半导体禁带处的某个能级,使得接触势垒变高。这些均严重影响了欧姆接触的质量,因此沉积金属前对半导体进行表面处理尤为重要。等离子体处理是常用的表面处理技术之一,Deepak等人通过实验得出:经SiCl4等离子体处理,GaN和AlGaN表面可以生成更多的氮空位,提高金属-半导体界面的n型等效掺杂浓度,进而使势垒高度变低,优化欧姆接触质量。此外,溶液表面清洗也是常用的表面处理技术,它通过物理作用及化学反应,有效去除半导体表面粘着物及氧化物。并且,部分溶液所含的化学成分可以在半导体表面形成一层钝化膜,降低表面态密度。
 

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