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研究生： 唐邦泰
Jon Tang
論文名稱： 透明導電膜與氮化鎵接觸特性研究
指導教授： 李清庭
Ching-Ting Lee
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
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： 89
語文別： 中文
論文頁數： 107
中文關鍵詞： 透明導電膜 、氮化鎵 、銦錫氧化膜 、氧化鋅 、歐姆接觸 、濺鍍
外文關鍵詞： TCL, GaN, ITO, ZnO, ohmic, sputter
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    • 首先，以石英玻璃為基板，將薄膜濺鍍在石英上，並改變濺鍍參數(入射功率、氣壓與氧氣流量比例)，研究薄膜的電學與光學的特性。在最佳濺鍍條件下，作出傳輸線模型元件後，以高溫爐通入氧氣、氮氣與氫氣三種氣體來做熱處理，研究不同的熱處理條件對於接觸特性的影響。
    在實驗結果方面，以濺鍍機反應室氣壓10mtorr、入射功率250Watt、通入氬氣(Ar)20sccm，以ITO：ZnO厚度比例為5：1，交錯濺鍍20層之透明電極有較佳之導電性（面電阻ρS為34.8Ω/□、電阻率ρ為1.13×10-3Ω-cm）。以此條件製作出TLM元件的電極後，在氫氣環境下以500OC 熱處理5分鐘之熱處理條件，我們在N型氮化鎵的試片量測到歐姆接觸的特性（特徵電阻值ρC為3×10-4Ω-cm2），但對於P型氮化鎵則製作蕭特基二極體元件來求出位障高ΦB為0.781eV。

    第一章緒論……………………………………………….……...…1 第二章 理論介紹……………………...……………...……………4 2-1量測半導體元件所引用的原理及模型理論簡介…………………..4 2-1.1 前言………………………………………………………………..4 2-1.2 歐姆接觸原理……………………………………………………..4 2-1.3 蕭特基位障原理…………………………………………………..6 2-2 ITO透明導電膜之特性………………………………….…………..9 2-2.1 In2O3的電學特性與導電理論……………………………………..9 2-2.2 SnO2導電原理……………………………………………………10 2-2.3 ITO透明導電膜光學性質之理論………………………………..11 2-2.4紫外光吸收區…..…………………………………………...…….11 2-2.5可見光與近紅外光干涉區……………………………….………12 2-3 ZnO透明導電膜之特性……………………………………………12 2-3.1 ZnO的電學特性………………………………………………….13 2-4 ITO/ZnO薄膜……………………………..……….……………….14 第三章 濺鍍機系統與薄膜之濺鍍流程………………….15 3-1 濺鍍機的系統裝置………………………………….……………..15 3-2 薄膜的濺鍍流程與參數……………………………………….…..15 3-2.1 ITO與ZnO薄膜的濺鍍…………………………………………16 3-3 熱處理………………………………………………………….…..17 第四章 薄膜之光學與電學量測分析….……………….…18 4-1 前言………………………………………………………………...18 4-2 ITO薄膜的濺鍍量測結果………………………………………….18 4-2.1濺鍍入射功率與通入氧流量的影響…….………………………18 4-2.2 ITO薄膜之結晶性………………………………………………..20 4-2.3電漿對ITO薄膜之影響…….……………………………………20 4-3 ZnO薄膜的濺鍍量測結果…………………………………………24 4-3.1濺鍍入射功率與通入氧流量的影響……………….……………24 4-3.2 ZnO薄膜之結晶性……………………………………………….25 4-4 ITO/ZnO薄膜的量測結果…………………………………………25 4-4.1 ITO/ZnO交錯多層濺鍍薄膜的電特性………………………….25 4-4.2 ITO/ZnO交錯多層濺鍍薄膜之結晶性……………….…………26 第五章 元件製程與特性量測方法…………………………28 5-1 傳輸線模型元件製作………………………...……………………28 5-1.1 試片切割…………………………………………...…………….28 5-1.2高台蝕刻（Mesa Etching）……………………………..………..28 5-1.3電極製作....……………………………………………………….31 5-1.4量測方法………………………………………………………….31 5-2 蕭特基二極體元件製作…………………………………………...33 5-2.1量測方法………………………………………………………….34 第六章 實驗解果與分析………………………………………36 6-1歐姆接觸量測結果…………………………………….…………...36 6-1.1 N型與P型GaN濺鍍ZnO電極………………………………..36 6-1.2 N型與P型GaN交錯濺鍍ITO/ZnO電極………………………37 6-2 ITO/ZnO/p-GaN蕭特基二極體量測結果…………………………43 第七章 結論………………………………………………………..44 參考文獻……………………………………………………………..46

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