跳到主要內容

簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表
研究生： 林祐仲
Yow-Jon Lin
論文名稱： 經表面處理氮化鎵之特性研究
Investigated the characteristics of the (NH4)2Sx-treated n-type GaN
指導教授： 李清庭
Ching-Ting Lee
口試委員:
學位類別： 博士
Doctor
系所名稱： 理學院 - 光電科學與工程學系
Department of Optics and Photonics
畢業學年度： 88
語文別： 中文
論文頁數： 65
中文關鍵詞： 表面態 、歐姆接觸 、表面處理 、特徵接觸電阻 、蕭特基接觸
外文關鍵詞： Schottky contact, ohmic contact, surface state, surface treatment, specific contact resistance
相關次數： 點閱：15  下載：0 
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報

    • 在本次研究中，利用硫化銨 ((NH4) 2Sx) 溶液進行N型氮化鎵 (GaN) 表面處理，於蒸鍍鈦/鋁 (Ti/Al) 金屬後即形成特徵接觸電阻值5.0×10-5 Ω-cm2之歐姆接觸 (ohmic contact)。然後，再將它置於高溫爐在氮氣環境下，以300oC進行熱處理3分鐘即可獲得低的特徵接觸電阻值3.0×10-6 Ω-cm2 。另外，對於氮化鎵硫化處理效應更以各項實驗來加以驗證與推算，其包括：能夠完全去除氮化鎵表面原生氧化層，並且改善氮化鎵表面特性及提高表面載子濃度，以致於能夠形成非經熱處理之歐姆接觸、於氮化鎵表面形成鎵-硫(Ga-S) 鍵結防止表面再氧化、能夠減少表面態密度及表面複合速度和增加光子激發光光譜 (photoluminescence) 之強度、能獲得較好的蕭特基接觸 (Schottky contact) 特性。

    封面 論文摘要 誌謝 目次 圖目 表目 一、前言 1. N型氮化鎵之歐姆接觸 2. 半導體的表面硫化處理 二、實驗方法與量測理論 1. X光光電子能譜儀量測 2. 反應離子蝕刻系統 3. 傳輸線模型 4. 電容-電壓量測 5. 光子激發光光譜測量 三、實驗步驟 1. 實驗A---利用XPS觀測未使用與使用硫化銨溶液處理的氮化鎵表面之差異 2. 實驗B---觀測未使用與使用硫化銨溶液處理的氮化鎵於蒸鍍金屬電極後未經熱處理與經過熱處理之電特性分析與比較 3. 實驗C---估算氮化鎵使用硫化銨溶液處理前後之表面態密度變化 4. 實驗D---光子激發光光譜測量未硫化與經過硫化處理之氮化鎵 四、實驗結果與討論 1. 利用XPS觀測未使用與使用硫化銨溶液處理的氮化鎵表面之差異 2. 觀測未使用與使用硫化銨溶液處理的氮化鎵於蒸鍍金屬電極後未經熱處理與經過熱處理之電特性分析與比較 3. 估算氮化鎵使用硫化銨溶液處理前後之表面態密度變化 4. 光子激發光光譜測量未硫化與經過硫化處理之氮化鎵 五、結論 參考文獻 本人發表之文章

    1. M. A. Khan, A. Bhattarai, J. N. Kuznia, and D. T. Olson, Appl. Phys. Lett. 63, 1214 (1993).
    2. S. Yoshida and J. Suzuki, J. Appl. Phys. 85, 7931 (1999).
    3. S. Nakamura, M. Senoh, S. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, H. Kiyoku, Y. Sugimoto, T. Kozaki, H. Umemoto, M. Sano, and K. Chocho, Appl. Phys. Lett. 72, 2014 (1998).
    4. J. S. Foresi, T. D. Moustakas, Appl. Phys. Lett. 62, 2859 (1993).
    5. M. E. Lin, Z. Ma, F. Y. Huang, Z. Fan, L. H. Allen, and H. Morkoc, Appl. Phys. Lett. 64, 1003 (1994).
    6. J. D. Guo, C. I. Lin, M. S. Feng, F. M. Pan, G. C. Chi, and C. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 68, 235 (1996).
    7. K. V. Vassilevski, M. G. Rastegaeva, A. I. Babanin, I. P. Nikitina, and V. A. Dmitriev, Mater. Sci. Engineering B 43, 292 (1997).
    8. J. K. Sheu, Y. K. Su, G. C. Chi, M. J. Jou, C. C. Liu, C. M. Chang, W. C. Hung, J. S. Bow, and Y. C. Yu, J. Vac. Sci. Technol. B 18, 729 (2000).
    9. N. A. Papanicolaou, M. V. Rao, J. Mittereder, and W. T. Anderson,J. Vac. Sci. B 19, 261 (2001).
    10. A. N. Bright, D. M. Tricker, C. J. Humphreys, and R. Davies, J. Electron. Mater. 30, L13 (2001).
    11. H. Ishikawa, S. Kobayashi, Y. Koide, S. Yamasaki, S. Nagai, J. Umezaki, M. Murakami, J. Appl. Phys. 81, 1315 (1997).
    12. L. L. Smith, S. W. King, R. J. Nemanich, and R. F. Davis. J. Electron. Mater. 25, 805 (1996).
    13. J. Massies, J. Chaplart, M. Laviron, and N. T. Linh, Appl. Phys. Lett. 38, 693 (1981).
    14. C. J. Sandroff, R. N. Nottenburg, J. C. Bischoff, and R. Bhat, Appl. Phys. Lett. 51, 33 (1987).
    15. Y. Nannichi, J. Fan, H. Oigawa, and A. Koma, Jpn. J. Appl. Phys. 27, L2367 (1988).
    16. Y. Nannichi and H. Oigawa, Extended Abstracts, 22nd Conf. Solid State Devices & Materials, Sendai 1990, 453 (Business Center for Academic Societies, Tokyo).
    17. B. J. Skromme, C. J. Sandroff, E. Yablonovitch, and T. Gmitter, Appl. Phys. Lett. 51, 2022 (1987).
    18. M. S. Carpenter, M. R. Melloch, M. S. Lundstrom, and S. P. Tobin, Appl. Phys. Lett. 52, 2157 (1988).
    19. H. Oigawa, J. Fan, Y. Nannichi, K. Ando, K. Saiki, and A. Koma, Extended Abstracts, 20th Conf. Solid State Devices & Materials, Sendai 1988, (Business Center for Academic Societies Japan, Tokyo, 1988). p. 263.
    20. J. Fan, H. Oigawa, and Y. Nannichi, Jpn. J. Appl. Phys. 27, L2125 (1988).
    21. J. Fan, H. Oigawa, and Y. Nannichi, Jpn. J. Appl. Phys. 27, L1331 (1988).
    22. J. Fan, Y. Kurata, and Y. Nannichi, Jpn. J. Appl. Phys. 28, L2255 (1989).
    23. P. S. Dutta, K. S. Sangunni, H. L. Bhat, and Vikram Kumar, Appl. Phys. Lett. 65, 1695 (1994).
    24. H. Ishimura, K. Sasaki, and H. Tokuda, Int. Symp. GaAs and Related Compounds, Karuizawa, 1989, p. 405.
    25. H. Oigawa, Y. Kurata, J. Fan, and Y. Nannichi, Extended Abstracts of the 37th Spring Meeting, 1990 (The Japan Society of Applied Physics and Related Societies, Chiba, 1990), paper 30a-M9.
    26. X. Zhang, F. Zhang, E. Lu, and P. Xu, Vacuum, 57, 145 (2000).
    27. X. A. Cao, S. J. Pearton, G. Dang, A. P. Zhang. F. Ren, and J. M. Van Hove, Appl. Phys. Lett. 75, 4130 (1999).
    28. G. L. Martizen, M. R. Curiel, B. J. Skromme, and R. J. Molnar, J. Electron. Mater. 29, 325 (2000).
    29. 汪建民,材料分析,中國材料科學學會 (1998).
    30. 王志方,材料表面測定技術,復漢出版社 (1999).
    31. 黃振昌, “X 光光電子能譜儀”, 收錄於儀器總覽6-表面分析儀器 p.5, 行政院國家科學委員會精密儀器發展中心出版 (1998).
    32. 張勁燕, “電子材料”, 五南出版社 (2000).
    33. G. K. Reeves and H. B. Harrison, IEEE Electron Device Lett. EDL 3, 111 (1982).
    34. 高孝維, “N-型氮化鎵高熱穩定性歐姆接觸之研究”, 國立中央大學光電科學研究所碩士論文 (1999).
    35. Semiconductors Group IV Elements and III-V Compounds, edited by O. Madelung (Springer, Berlin, 1991), p. 89.
    36. P. Hacke, T. Detchprohm, K. Hiramatsu, and Sawaki, Appl. Phys. Lett. 63, 2676 (1993).
    37. K. Kuriyama, T. Tsunoda, N. Hayashi, and Y. Takahashi, Phys. Research B148, 432 (1999).
    38. C. D. Tsai and C. T. Lee, J. Appl. Phys. 87, 4230, (2000).
    39. J. D. Choi and L. T. Thompson, Appl. Surface Sci. 93, 143 (1996).
    40. Y. Inoue, M. Nomiya, and O. Takai, Vacuum, 51, 673 (1998).
    41. J. P. Zhang, D. Z. Sun, X. B. Li, X. L. Wang, M. Y. Kong, Y. P. Zeng, J. M. Li, and L.Y. Lin, J. Crystal Growth, 201/202, 429 (1999).
    42. I. M. Band, Y. I. Kharitonov, and M. B. Trzhaskovskaya, At. Data Nucl. Data Table, 23, 443 (1979).
    43. Y. Fukuda, Y. Suzuki, and N. Sanada, J. Appl. Phys. 76, 3059 (1994).
    44. M. Sakata and K. Ikoma, Jpn. J. Appl. Phys. 33, 3813 (1994).
    45. M. M. Hyland and G. M. Bancroft, Geochim. Cosmochin. Acta 53, 367 (1989).
    46. J. K. Kim, J. L. Lee, J. W. Lee, Y. J. Park, and T. Kim, J. Vac. Sci. Technol. B17, 497 (1999).
    47. 廖清賢, “氮化鎵之光電化學反應與應用”, 國立台灣大學光電工程學研究所碩士論文 (2000).
    48. B. P. Luther, S. E. Mohney, T. N. Jackson, M. Asif Khan, Q. Chen, and J. W. Yang, Appl. Phys. Lett. 70, 57 (1997).
    49. M. Ben-Tzur, M. Eizenberg, and J. Greenblatt, J. Appl. Phys. 69, 3907 (1991).
    50. S. C. Binari, H. B. Dietrich, G. Kelner, L. B. Rowland, K. Doverspike, and D. K. Gaskill, Electron. Lett. 30, 909 (1994).
    51. M. Wittmer, J. Vac. Technol. A3, 1797 (1985).
    52. L. L. Smith, R. F. Davis, R-J. Liu, M. J. Kim, and R. W. Carpenter, J. Mater. Res. 14, 1032 (1999).
    53. C. T. Wu and A. Kahn, J. Vac. Sci. Technol. B16, 2218 (1998).
    54. S. Ruvimov, Z. Liliental-Weber, J. Washburn, K. J. Duxstad, E. E. Haller, Z. F. Fan, S. N. Mohammad, W. Kim, A. E. Botchkarev, and H. Morkoc, Appl. Phys. Lett. 69, 1556 (1996).
    55. P. Moriarty, B. Murphy, L. Roberts, A. A. Caffola. G. Hughes, L. Koenders, and P. Bailey, Phys. Rev. B50, 14237 (1994).
    56. H. B. Michaelson, J. Res. Dev. 22,72 (1978).
    57. S. Arulkumaran, T. Egawa, H. Ishikawa, T. Jimbo, and M. Umeno, Appl. Phys. Lett. 73, 809 (1998).
    58. S. J. Pearton, J. C. Zolper, R. J. Shul, and F. Ren, J. Appl. Phys.86, 1 (1999).
    59. J. D. Guo, F. M. Pan. M. S. Feng, R. J. Guo, P. F. Chou, and C. Y. Chang, J. Appl. Phys. 80, 1623 (1996).
    60. A. C. Schmitz, A. T. Ping, M. A. Khan, Q. Chen, J. W. Yang, and I. Adesida,Semicond. Sci. Technol. 11, 1464 (1996).
    61. Semiconductor Surface and Interface, Ed. W. Mönch (Springer, Berlin, 1995).
    62. H. Hasegawa, Y. Koyama, and T. Hashizune, Jpn. J. Appl. Phys. 38, 2634 (1999).
    63. I. Shalish, L. Kronik, G. Segal, Y. Rosenwaks, Yoram Shapira, U. Tisch, and J. Salzman, Phys. Rev. B59, 9748 (1999).
    64. P. M. Bridger, Z. Z. Bandic, E. C. Piquette, and C. T. McGill, Appl. Phys. Lett. 74, 3522 (1999).
    65. M. A. Reshchikov, P. Visconti, and H. Morkoç, Appl. Phys. Lett. 78, 177 (2001).
    66. M. Sawada, T. Sawada, Y. Yamagata, K. Imai, H. Kimura, M. Yoshino, K. Iizuka, and H. Tomozawa, J. Crystal Growth, 189/190, 706 (1998).
    67. P. Hacke, T. Detchprohm, K. Hiramatsu, N. Sawaki, Appl. Phys. Lett. 63, 2676 (1993).
    68. A. T. Ping, A. C. Schmitz, M. Asif, I. Adesida, Electron. Lett. 32, 68 (1996).
    69. E. Silkowski, G. S. Pomrenke, Y. K. Yeo, and R. L. Hengehold, Physica Scripta, T69, 276 (1997).
    本人發表之文章
    1. C. D. Tsai, C. H. Fu, Y. J. Lin, and C. T. Lee, Solid-State Electron. 43, 665 (1999).
    2. Y. T. Lyu, K. L. Jaw, C. T. Lee, C. D. Tsai, Y. J. Lin, and Y. T. Cherng, Mater. Chem. Phys. 63, 122 (2000).
    3. Y. J. Lin, C. D. Tsai, Y. T. Lyu, and C. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 77, 687 (2000).
    4. Y. J. Lin and C. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 77, 3986 (2000).
    5. C. D. Tsai, Y. J. Lin, D. S. Liu, and C. T. Lee, The International Society for Optical Engineering, In Optoelectronic Materials and Devices II, pp.725 (2000).
    6. Y. J. Lin and C. T. Lee, 2000 International Electron Devices and Materials Symposia, pp.300 (2000).
    7. Y. J. Lin, H. Y. Lee, F. T. Hwang, and C. T. Lee, J. Electron. Mater. 30, 532 (2001).
    8. Y. J. Lin and C. T. Lee, J. Vac. Sci. Technol. B, accepted (2001).

    QR CODE
    :::