GaN基Ni-Au肖特基接觸模擬和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、GaN材料具有禁帶寬度大、擊穿場(chǎng)強(qiáng)高、熱導(dǎo)率大、電子飽和漂移速度高等特點(diǎn)，在高溫，微波功率器件以及紫外探測(cè)器等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用價(jià)值。肖特基接觸是GaN基電子器件制作過程中的關(guān)鍵因素之一，國(guó)內(nèi)對(duì)其深入研究較少。在這種背景下，本文對(duì)n-GaN和AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)上的Ni/Au肖特基接觸作了模擬和試驗(yàn)的研究。主要工作和成果如下:
　　首先，利用二維數(shù)值模型對(duì)GaN肖特基接觸進(jìn)行了模擬仿真，研究了GaN襯底摻雜濃度、金屬和半導(dǎo)體接

2、觸界面層的厚度以及器件的工作溫度對(duì)肖特基器件電學(xué)性質(zhì)(主要是I-V特性和電場(chǎng)分布特性)的影響。
　　其次，在傳統(tǒng)的金-半接觸電流輸運(yùn)機(jī)理基礎(chǔ)上，利用變溫 I-V，C-V測(cè)試，研究了Ni/Au-n-GaN肖特基接觸的電流輸運(yùn)機(jī)制，并對(duì)肖特基勢(shì)壘高度與理想因子的提取方法進(jìn)行了修正，使得擬合曲線很好的符合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，由此得到了肖特基接觸的勢(shì)壘高度和理想因子隨溫度的變化規(guī)律：發(fā)現(xiàn)高溫I-V法與低溫C-V法提取的勢(shì)壘高度接近于根據(jù)金屬功函數(shù)得

3、出的理論勢(shì)壘高度值，與參考文獻(xiàn)相符合。分析了GaN表面介質(zhì)層材料中氧化層厚度以及Si摻雜濃度等因素對(duì)肖特基接觸的影響，并證實(shí)了仿真得到的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在Si摻雜濃度為1017cm-3左右的時(shí)候肖特基接觸性質(zhì)最好，而且界面氧化層對(duì)形成肖特基接觸存在有益的影響。
　　最后，利用變溫 I-V，C-V測(cè)試，實(shí)驗(yàn)研究了Ni/Au-AlGaN/GaN材料肖特基接觸的電流輸運(yùn)機(jī)制，實(shí)驗(yàn)研究了GaN材料中Al的摩爾組分對(duì)肖特基接觸的影響，并對(duì)比