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宽禁带半导体GaN具有禁带宽度大、击穿场强高、热导率大、电子饱和漂移速度高等特点,在高温以及微波功率器件制造领域具有极大的潜力。其中,AIGaN/GaNHEMT器件在微波大功率和高温应用方面均具有明显的优势,已经成为当前研究的热点之一。为了进一步提高AIGaN/GaN HEMT器件的性能,有必要对其相关的制造工艺进行研究和优化。
欧姆接触作为器件制造的关键工艺,决定着器件的许多主要参数。要制造高性能的AlGaN/GaN HEMT器件,形成良好的金属与A1GaN的欧姆接触是十分重要的。
本文阐述了AIGaN/GaN异质结构上欧姆接触形成的机理,介绍了传输线模型和圆形传输线模型,研究了Ti/A1以及Ti/A1/Ni/Au金属体系与A1GaN/GaN异质结构形成的欧姆接触。通过改变Ti/Al结构和优化退火条件,大大降低了接触电阻。在高纯N2气氛中,经过650℃、5min的退火,Ti/Al欧姆接触的比接触电阻为4.04×10-5Ωcm2;经过850℃、30s的退火,Ti/A1/Ni/Au欧姆接触的比接触电阻为3.30×10-6Ωcm2。Ti/AI/Ni/Au欧姆接触具有平坦的电极表面以及更好的稳定性,能够满足高性能A1GaN/GaN HEMT器件制造的要求。本文还讨论了欧姆接触对AIGaN/GaN HEMT器件性能的影响。